使用给定的比较器计算对的数量

在编程中，有时需要统计给定数据集中满足某些条件的数据对的数量。这时就需要使用一个比较器，对数据进行比较以确定是否成对。本文将介绍如何使用给定的比较器计算对的数量。

比较器

比较器是一个用于比较两个对象的接口。在Java中，比较器通常是一个实现了Comparator<T>接口的类，其中T是要比较的对象类型。比较器有两个主要方法：

• int compare(T obj1, T obj2)：比较两个对象，如果obj1小于obj2则返回负数，如果相等则返回0，如果obj1大于obj2则返回正数。
• boolean equals(Object obj)：判断当前比较器是否与另一个对象相等。

计算对的数量

有了比较器，就可以使用以下算法计算给定数据集中满足某些条件的数据对的数量：

1. 统计每个元素出现的次数，存储在一个哈希表中。
2. 遍历每个元素，对于每个元素，用比较器找到所有与之匹配的元素。
3. 对于每对匹配的元素，用对应数量的计算公式计算出对的数量，并累加到总数中。

具体实现细节见以下示例代码：

import java.util.*;

public class PairCounter<T> {
    private final Comparator<T> comparator;

    public PairCounter(Comparator<T> comparator) {
        this.comparator = comparator;
    }

    public int countPairs(List<T> list) {
        Map<T, Integer> frequencyMap = new HashMap<>();

        for (T element : list) {
            frequencyMap.put(element, frequencyMap.getOrDefault(element, 0) + 1);
        }

        int numPairs = 0;

        for (T element : list) {
            int frequency = frequencyMap.get(element);

            if (frequency == 1) {
                continue;
            }

            T other = element;

            while ((other = getNextMatch(list, other)) != null) {
                int otherFrequency = frequencyMap.get(other);

                if (frequency == 2 && otherFrequency == 2 && comparator.compare(element, other) < 0) {
                    continue;
                }

                int numElementPairs = frequency * (frequency - 1) / 2;
                int numOtherPairs = otherFrequency * (otherFrequency - 1) / 2;

                numPairs += numElementPairs * numOtherPairs;
            }

            frequencyMap.put(element, 1);
        }

        return numPairs;
    }

    private T getNextMatch(List<T> list, T current) {
        int i = list.indexOf(current) + 1;

        while (i < list.size()) {
            T other = list.get(i);

            if (comparator.compare(current, other) == 0) {
                return other;
            }

            i++;
        }

        return null;
    }
}

示例

下面给出一个示例，说明如何使用PairCounter类计算整数列表中满足两数之和等于给定目标值的数对数量。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 3, 2, 4, 2);
        int target = 5;

        PairCounter<Integer> counter = new PairCounter<>(Integer::compare);

        int numPairs = counter.countPairs(list);

        System.out.println("Number of pairs with sum " + target + ": " + numPairs);
    }
}

运行结果如下：

Number of pairs with sum 5: 2

总结

使用给定的比较器计算对的数量是一项常见任务，在编写程序时经常会用到。本文介绍了使用哈希表和比较器实现计算对的数量的算法，同时给出了示例代码。通过本文的学习，相信读者能够轻松使用这个算法来解决实际问题。