怎么使用Java函数实现二维数组遍历

前言

对于数组遍历，基本上每个开发者都写过，遍历本身没什么好说的，但是当我们在遍历的过程中，有一些复杂的业务逻辑时，将会发现代码的层级会逐渐加深

如一个简单的case，将一个二维数组中的偶数找出来，保存到一个列表中

二维数组遍历，每个元素判断下是否为偶数，很容易就可以写出来，如：

public void getEven() {
    int[][] cells = new int[][]{{1, 2, 3, 4}, {11, 12, 13, 14}, {21, 22, 23, 24}};
    List ans = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < cells.length; i ++) {
        for (int j = 0; j < cells[0].length; j++) {
            if ((cells[i][j] & 1) == 0) {
                ans.add(cells[i][j]);
            }
        }
    }
    System.out.println(ans);
}

上面这个实现没啥问题，但是这个代码的深度很容易就有三层了；当上面这个if中如果再有其他的判定条件，那么这个代码层级很容易增加了；二维数组还好，如果是三维数组，一个遍历就是三层；再加点逻辑，四层、五层不也是分分钟的事情么

那么问题来了，代码层级变多之后会有什么问题呢？

只要代码能跑，又能有什么问题呢？！

1. 函数方法消减代码层级

由于多维数组的遍历层级天然就很深，那么有办法进行消减么？

要解决这个问题，关键是要抓住重点，遍历的重点是什么？获取每个元素的坐标！那么我们可以怎么办？

定义一个函数方法，输入的就是函数坐标，在这个函数体中执行我们的遍历逻辑即可

基于上面这个思路，相信我们可以很容易写一个二维的数组遍历通用方法

public static void scan(int maxX, int maxY, BiConsumer consumer) {
    for (int i = 0; i < maxX; i++) {
        for (int j = 0; j < maxY; j++) {
            consumer.accept(i, j);
        }
    }
}

主要上面的实现，函数方法直接使用了JDK默认提供的BiConsumer，两个传参，都是int 数组下表；无返回值

那么上面这个怎么用呢？

同样是上面的例子，改一下之后，如：

public void getEven() {
    int[][] cells = new int[][]{{1, 2, 3, 4}, {11, 12, 13, 14}, {21, 22, 23, 24}};
    List ans = new ArrayList<>();
    scan(cells.length, cells[0].length, (i, j) -> {
        if ((cells[i][j] & 1) == 0) {
            ans.add(cells[i][j]);
        }
    });
    System.out.println(ans);
}

相比于前面的，貌似也就少了一层而已，好像也没什么了不起的

但是，当数组变为三维、四维、无维时，这个改动的写法层级都不会变哦

2. 遍历中return支持

前面的实现对于正常的遍历没啥问题；但是当我们在遍历过程中，遇到某个条件直接返回，能支持么？

如一个遍历二维数组，我们希望判断其中是否有偶数，那么可以怎么整？

仔细琢磨一下我们的scan方法，希望可以支持return，主要的问题点就是这个函数方法执行之后，我该怎么知道是继续循环还是直接return呢?

很容易想到的就是执行逻辑中，添加一个额外的返回值，用于标记是否中断循环直接返回

基于此思路，我们可以实现一个简单的demo版本

定义一个函数方法，接受循环的下标 + 返回值

@FunctionalInterface
public interface ScanProcess {
    ImmutablePair accept(int i, int j);
}

循环通用方法就可以相应的改成：

public static  T scanReturn(int x, int y, ScanProcess func) {
    for (int i = 0; i < x; i++) {
        for (int j = 0; j < y; j++) {
            ImmutablePair ans = func.accept(i, j);
            if (ans != null && ans.left) {
                return ans.right;
            }
        }
    }
    return null;
}

基于上面这种思路，我们的实际使用姿势如下：

@Test
public void getEven() {
    int[][] cells = new int[][]{{1, 2, 3, 4}, {11, 12, 13, 14}, {21, 22, 23, 24}};
    List ans = new ArrayList<>();
    scanReturn(cells.length, cells[0].length, (i, j) -> {
        if ((cells[i][j] & 1) == 0) {
            return ImmutablePair.of(true, i + "_" + j);
        }
        return ImmutablePair.of(false, null);
    });
    System.out.println(ans);
}

上面这个实现可满足我们的需求，唯一有个别扭的地方就是返回，总有点不太优雅；那么除了这种方式之外，还有其他的方式么？

既然考虑了返回值，那么再考虑一下传参呢？通过一个定义的参数来装在是否中断以及返回结果，是否可行呢？

基于这个思路，我们可以先定义一个参数包装类：

public static class Ans {
    private T ans;
    private boolean tag = false;

    public Ans setAns(T ans) {
        tag = true;
        this.ans = ans;
        return this;
    }

    public T getAns() {
        return ans;
    }
}

public interface ScanFunc {
    void accept(int i, int j, Ans ans)
}

我们希望通过Ans这个类来记录循环结果，其中tag=true，则表示不用继续循环了，直接返回ans结果吧

与之对应的方法改造及实例如下：

public static  T scanReturn(int x, int y, ScanFunc func) {
    Ans ans = new Ans<>();
    for (int i = 0; i < x; i++) {
        for (int j = 0; j < y; j++) {
            func.accept(i, j, ans);
            if (ans.tag) {
                return ans.ans;
            }
        }
    }
    return null;
}
public void getEven() {
    int[][] cells = new int[][]{{1, 2, 3, 4}, {11, 12, 13, 14}, {21, 22, 23, 24}};
    String ans = scanReturn(cells.length, cells[0].length, (i, j, a) -> {
        if ((cells[i][j] & 1) == 0) {
            a.setAns(i + "_" + j);
        }
    });
    System.out.println(ans);
}

这样看起来就比前面的要好一点了

实际跑一下，看下输出是否和我们预期的一致；