Java の stream().filterのcontainsの条件にListを指定したい

Question

前提

Javaでテニスの対戦表を作成するプログラムを作成しています。
ペアのリストから休憩になる人が含まれているペアを除いたリスト（pairs）を作成する部分で、休憩になる人の人数が変わった場合、今は休憩する人数のswitchで条件を分けています。（ソースコードの61行目〜101行目）

実現したいこと

stream().filter(p -> !p.getKey().contains(条件)) の 条件に休みの人リスト（List<Integer> rest)を何か一括で指定できる方法はないでしょうか？

case 2:
	int r2_1 = rest.get(0);
	int r2_2 = rest.get(1);
			
	pairs = pairMap.entrySet().stream()
		.filter(p -> !p.getKey().contains(r2_1))
		.filter(p -> !p.getKey().contains(r2_2))
		.filter(p -> p.getValue() == minpair)
		.map(Map.Entry::getKey)
		.collect(Collectors.toList());

• そもそもこの手の処理だとStream使わない？
• for文で休憩いなる人とペアをグルグル回さないと書けない？
• きれいな書き方

上記等ありましたらご助言いただけると嬉しいです。

該当のソースコード

import java.util.List;
import java.util.*;
import java.util.stream.*;
import java.util.stream.Collectors;

class StreamFilterTest {
	//ペアの組み合わせ作成用
	static List<List<Integer>> combination(List<Integer> member, int k){
		List<List<Integer>> comb = new ArrayList<>();
		if(member.size() < k || member.size() <= 0 || k <= 0){
			comb.add(new ArrayList<>());
			return comb;
		}
		for(int i=0; i<=member.size()-k; i++){
			Integer p = member.get(i);
			List<Integer> rest = new ArrayList<>(member);
			rest.subList(0, i+1).clear();
			comb.addAll(combination(rest, k-1).stream().map(list ->{
				list.add(0, p);
				return list;
			}).collect(Collectors.toList()));
		}
		return comb;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		//参加する人数
		int M = 6;
		//参加する人数のリスト
		List<Integer> member = IntStream.range(0, M)
			.boxed()
			.collect(Collectors.toList());
		
		//ペアの全組み合わせ
		List<List<Integer>> pairList = combination(member, 2);
		
		//ペアが何回試合したかを保存するMapを作成
		Map<List<Integer>, Integer> pairMap = new LinkedHashMap<>();

		//テスト用に回数を2に設定	
		pairMap = pairList.stream()
			.collect(Collectors.toMap(l -> l, l -> 2));
		//テスト用に3ペアの回数を0に設定	
		pairMap.put(Arrays.asList(0, 1), 0);
		pairMap.put(Arrays.asList(0, 2), 0);
		pairMap.put(Arrays.asList(0, 3), 0);
		System.out.println("pairMap " + pairMap);

		//試合回数の最小値を取得
		int minpair = Collections.min(pairMap.values());
		
		//休みの人のリスト
		//List<Integer> rest = new ArrayList<>();
		//List<Integer> rest = new ArrayList<>(Arrays.asList(1));
		List<Integer> rest = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 4));
		//List<Integer> rest = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4));
		
		//次に選択できるペアのリスト
		List<List<Integer>> pairs = new ArrayList<>();
		
		//休みの人以外で、試合回数が少ないペアのリストを作成
		switch(rest.size()){
			case 1:
				int r1 = rest.get(0);

				pairs = pairMap.entrySet().stream()
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r1))
					.filter(p -> p.getValue() == minpair)
					.map(Map.Entry::getKey)
					.collect(Collectors.toList());
				break;
			
			case 2:
				int r2_1 = rest.get(0);
				int r2_2 = rest.get(1);
			
				pairs = pairMap.entrySet().stream()
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r2_1))
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r2_2))
					.filter(p -> p.getValue() == minpair)
					.map(Map.Entry::getKey)
					.collect(Collectors.toList());
				break;
			
			case 3:
				int r3_1 = rest.get(0);
				int r3_2 = rest.get(1);
				int r3_3 = rest.get(2);
			
				pairs = pairMap.entrySet().stream()
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r3_1))
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r3_2))
					.filter(p -> !p.getKey().contains(r3_3))
					.filter(p -> p.getValue() == minpair)
					.map(Map.Entry::getKey)
					.collect(Collectors.toList());
				break;
				
			default:
				pairs = pairMap.entrySet().stream()
					.filter(p -> p.getValue() == minpair)
					.map(Map.Entry::getKey)
					.collect(Collectors.toList());
				break;
		}
		
		System.out.println("rest " + rest + " min " + minpair + " pairs" + pairs);	
	}
}

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Java 12.0.1 2019-04-16

Comments

[jimbe]

コードの極一部をどう書くか程度は、個人のプログラムなら(ストリームだろうが何だろうが)好きに書いて良いのでは。

[yamato55]

コメントありがとうございます。
streamで書くのはやはり難しいですかね・・・
filterとcontainsを調べるより、for文を2個回して書く方が早い気がしてきました。

Answer 1

ペアということで k=2 固定で Pair クラス作ってループさせるとこんな感じでしょうか。

import java.util.*;

class StreamFilterTest {
  private static class Pair {
    final int a, b;
    Pair(int a, int b) {
      if(a == b) throw new IllegalArgumentException("a == b");
      this.a = Math.min(a, b);
      this.b = Math.max(a, b);
    }
    boolean includedIn(List<Integer> list) {
      return list.contains(a) || list.contains(b);
    }
    @Override
    public String toString() {
      return "["+a+", "+b+"]";
    }
    @Override
    public int hashCode() {
      return Objects.hash(a, b);
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
      if(this == obj) return true;
      if(obj == null) return false;
      if(getClass() != obj.getClass()) return false;
      Pair other = (Pair)obj;
      return a == other.a && b == other.b;
    }
  }

  //ペアの組み合わせ作成用
  private static Map<Pair,Integer> combinationMap(int m, int initialValue) {
    Map<Pair,Integer> map = new HashMap<>();
    for(int i=0; i<=m-2; i++) {
      for(int j=i+1; j<m; j++) {
        map.put(new Pair(i, j), initialValue);
      }
    }
    return map;
  }

  //休みの人以外で、試合回数が少ないペアのリストを作成
  private static List<Pair> nextPairs(Map<Pair,Integer> map, List<Integer> rest, int mingames) {
    //次に選択できるペアのリスト
    List<Pair> pairs = new ArrayList<>();
    //休みの人以外で、試合回数が少ないペアのリストを作成
    for(Map.Entry<Pair,Integer> entry : map.entrySet()) {
      Pair pair = entry.getKey();
      if(!pair.includedIn(rest) && entry.getValue() == mingames) {
        pairs.add(pair);
      }
    }
    return pairs;
  }

  public static void main(String[] args) {
    //参加する人数
    int M = 6;

    //ペアが何回試合したかを保存するMapを作成(テスト用に回数を2に設定)
    Map<Pair, Integer> pairMap = combinationMap(M, 2);
    //テスト用に3ペアの回数を0に設定
    pairMap.put(new Pair(0, 1), 0);
    pairMap.put(new Pair(0, 2), 0);
    pairMap.put(new Pair(0, 3), 0);
    System.out.println("pairMap " + pairMap);

    //試合回数の最小値を取得
    int mingames = Collections.min(pairMap.values());

    //休みの人のリスト
    //List<Integer> rest = new ArrayList<>();
    //List<Integer> rest = new ArrayList<>(Arrays.asList(1));
    List<Integer> rest = Arrays.asList(1, 4);
    //List<Integer> rest = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4));

    List<Pair> pairs = nextPairs(pairMap, rest, mingames);

    System.out.println("rest " + rest + " min " + mingames + " pairs" + pairs);
  }
}

実行結果

pairMap {[1, 4]=2, [0, 5]=2, [1, 5]=2, [2, 5]=2, [0, 4]=2, [3, 4]=2, [0, 3]=2, [4, 5]=2, [0, 2]=0, [0, 1]=0, [1, 3]=2, [1, 2]=2, [2, 3]=2, [2, 4]=2, [0, 3]=0, [0, 1]=2, [0, 2]=2, [3, 5]=2}
rest [1, 4] min 0 pairs[[0, 2], [0, 3]]

Comments

[yamato55]

pairクラスを作っての回答ありがとうございます。
pairクラスを作るという発想がありませんでした！！
このfor文は見やすくていいですね！！

今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

[jimbe]

for である程度簡単になれば、ストリームも例えば
List<Pair> pairs = pairMap.entrySet().stream()
.filter(p -> !p.getKey().includedIn(rest) && p.getValue() == mingames)
.map(Map.Entry::getKey)
.collect(Collectors.toList());
と簡単になるのではないでしょうか。
フィルターの式がメソッドになるだけですけど。

[yamato55]

メソッドを作るという発想がなかったです。
List同士をゴリゴリと無理矢理やろうとしているのが、あまりよろしくないのかも知れませんね・・・
勉強になります！！！

Answer 2

連続するfilterメソッドチェインは論理積(AND)と等価ですから、複雑な述語をもつ単一filter操作に合成可能です。

pairs = pairMap.entrySet().stream()
	.filter(p ->
		!p.getKey().contains(r2_1) && !p.getKey().contains(r2_2)
		&& p.getValue() == minpair)
	.map(Map.Entry::getKey)
	.collect(Collectors.toList());

あとは !p.getKey().contains(r2_1) && !p.getKey().contains(r2_2) 部を「リスト中からの探索」コードに書き換えればよいのではないでしょうか。

---

追記：おそらく同じ動きをする述語にまとめたバージョンです。可読性が良いかどうかはお任せします :P

pairs = pairMap.entrySet().stream()
	.filter(p -> rest.stream().noneMatch(n -> p.getKey().contains(n)))
	.filter(p -> p.getValue() == minpair)
	.map(Map.Entry::getKey)
	.collect(Collectors.toList());

Comments

[yamato55]

回答ありがとうございます。
質問の仕方が悪くて申し訳ありません。

restリストのサイズが参加者と参加できる人数によって可変なので、restリストのサイズによってcase文を書いているのですが、case 10まで書くのは面倒だな・・・というのが正直な気持ちです。

pairMapのstreamのなかでrestのstreamを呼び出してフィルターして、最後にcollectでくっつけてみたいなことができないかな・・・と思った次第です。

[yohhoy]

!p.getKey().contains(rest[0]) && ... && !p.getKey().contains(rest[N])
を
rest.stream().noneMatch(n -> p.getKey().contains(n)))
のように記述できることを利用し、回答に追記しました。

[yamato55]

動きました！
streamの中でstreamの呼び出しできるんですね。
勉強になりました。
ありがとうございました！！！

[yohhoy]

> streamの中でstreamの呼び出しできる

はい。
正確には「A.stream() の要素操作として 別のB.stream() を使える」と解釈したほうが良いですね。
見た目はことなりますが、やっていることは単純な 2重forループ構造 と同じです。

[yamato55]

「A.stream() の要素操作として 別のB.stream() を使える」なんですね！
今Stream APIを勉強中なので、できればfor文ではなくてstreamでできないかなと思って質問しました。
Stream APIはまだまだ奥が深いです。

今後ともどうぞよろしくお願いいたします。