java - java中带有环绕边缘的二维数组类

Question

我正在 Java 中制作一个带有环绕边缘的 2D 数组类。因此，在 10x20 数组中，条目 (2,-1) 将与 (2,19) 相同，而 (4,22) 将与 (4,2) 相同。我还希望能够以“展平数组”的形式访问此结构，因此我将使用类似一维数组的结构来存储对象。我会使用一维数组，但是我不能使用泛型类型，所以我使用 ArrayList。该类(class)尚未完成，但我发布了下面的代码。

我的第一个问题是算法问题:在下面的代码中，我使用 modRow(i) 和 modCol(j) 函数访问元素 (i,j)。它工作得很好，但我想知道是否有人能想出更好的方法来做到这一点。然后 get(i,j) 函数调用这些函数。我希望能够尽快访问这些元素。

我的第二个问题是针对 Java 的:我对 Java 相当陌生，并且正在从 C++ 项目中引入此代码。我有一个 set() 函数，它允许我在数组(存储在 ArrayList 中)的位置 i 处设置一个元素。但是，仅当已调用 add() 函数并将元素设置在展平数组中的位置 i 时，set 函数才会起作用。如果有人对我如何使这门课做得更好有任何建议，我很高兴看到他们。

import java.util.*;

public class Grid<T> {

    ArrayList<T> array; // holds objects in grid - would rather use an array
                        // but that won't support generics
    int rows;  // number of rows in grid
    int cols;  // number of cols in grid
    int length; // total number of objects in grid - maybe just get this from ArrayList
    int conNum; // number of connections for each point on grid (either 4 or 8) 
                // used for determining distances between points on the grid

    // constructor
    Grid(int row, int col, int numCon) {
        rows = row;
        cols = col;
        length = rows * cols;
        conNum = numCon;
        array = new ArrayList<T>(length);
    }

    // returns total size of grid
    public int len() {
        return length;
    }

    // returns number of rows
    public int row() {
        return rows;
    }

    // returns number of columns
    public int col() {
        return cols;
    }

    // wish I didn't have to use this 
    // would be nice to just be able to use set(int i, T t)
    public void add(T t) {
        array.add(t);
    }

    // sets object i in flattened out array
    public void set(int i, T t) {
        array.set(i, t);
    }

    // returns object i in flattened out array
    // for faster access when user just needs to iterate through all objects 
    // in grid without respect to position in 2D grid
    public T get(int i) {
        return array.get(i);
    }

    // returns the row position of i in grid - adjusted for warp around edges 
    // is there a better way to do this?  
    private int modRow(int i) {
        if(i >=0) {
            if(i < rows) {
                return i;
            } else { // i >= rows
                return i % rows;
            }
        } else { // i < 0
            return (i % rows + rows) % rows;
        }
    }

    // returns the column position of j in grid - adjusted for warp around edges 
    // is there a better way to do this? 
    private int modCol(int j) {
        if(j >=0) {
            if(j < cols) {
                return j;
            } else { // j >= cols
                return j % cols;
            }
        } else { // j < 0
            return (j % cols + cols) % cols;
        }
    }

    // sets object at (i,j) value from store adjusted for wrap around edges 
    public void set(int i, int j, T t) {
        array.set(modRow(i) * cols + modCol(j), t);
    }

    // gets object at (i,j) value from store adjusted for wrap around edges 
    public T get(int i, int j) {
        return array.get(modRow(i) * cols + modCol(j));
    }

    // returns distance on the grid between two objects at (y1,x1) and (y2,x2)
    public int dist(int y1, int x1, int y2, int x2) {
        int y = distFirst(y1, y2);
        int x = distSecond(x1, x2);
        if (conNum == 4) // taxicab distance
        {
            return y + x;
        } else { //if(conNum == 8) supremum distance
            return Math.max(y, x);
        }
    }

    // returns distance on the grid between the first coordinates y1 & y2 of two objects
    public int distFirst(int y1, int y2) {
        int dist = Math.abs(modRow(y2) - modRow(y1));
        return Math.min(dist, rows - dist);
    }

    // returns distance on the grid between the second coordinates x1 & x2 of two objects
    public int distSecond(int x1, int x2) {
        int dist = Math.abs(modCol(x2) - modCol(x1));
        return Math.min(dist, cols - dist);
    }
}

Answer 1

不确定是什么让您也相信您不能将泛型与数组一起使用，因为您可以。因此，请根据您的喜好更改您的内部存储定义和调用设置。

您的 modRows/modCols 函数可以(稍微)更高效。索引只会在一个方向上越界，因此您可以摆脱嵌套的 if 检查。

if(index < 0) return index + max_size;
else if(index >= max_size) return index % max_size;
else return index;