如何使用 argmax 方法扩展 Scala 集合？

Question

我想在所有有意义的集合中添加 argMax 方法。 怎么做呢？使用隐式？

Answer 1

在 Scala 2.8 上，这是有效的：

val list = List(1, 2, 3)
def f(x: Int) = -x
val argMax = list max (Ordering by f)

正如 mkneissl 所指出的，这不会返回以下集合最大点数。这是一个替代实现，它会尝试减少对 f 的调用次数。如果对 f 的调用并不重要，请参阅 mkneissl 的回答。另请注意，他的答案是柯里化的，这提供了优越的类型推断。

def argMax[A, B: Ordering](input: Iterable[A], f: A => B) = {
  val fList = input map f
  val maxFList = fList.max
  input.view zip fList filter (_._2 == maxFList) map (_._1) toSet
}

scala> argMax(-2 to 2, (x: Int) => x * x)
res15: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(-2, 2)

Answer 2

argmax 函数（据我从 Wikipedia 理解）

def argMax[A,B](c: Traversable[A])(f: A=>B)(implicit o: Ordering[B]): Traversable[A] = {
  val max = (c map f).max(o)
  c filter { f(_) == max }
}

如果你真的想要，你可以pimp它到集合上

implicit def enhanceWithArgMax[A](c: Traversable[A]) = new {
  def argMax[B](f: A=>B)(implicit o: Ordering[B]): Traversable[A] = ArgMax.argMax(c)(f)(o)
}

并像这样使用它

val l = -2 to 2
assert (argMax(l)(x => x*x) == List(-2,2))
assert (l.argMax(x => x*x) == List(-2,2))

（Scala 2.8）

Answer 3

是的，通常的方法是使用“为我的图书馆拉皮条”图案来装饰您的收藏。例如（NB只是作为说明，并不意味着是一个正确或有效的示例）：

trait PimpedList[A] {
   val l: List[A]

  //example argMax, not meant to be correct
  def argMax[T <% Ordered[T]](f:T => T) = {error("your definition here")}
}

implicit def toPimpedList[A](xs: List[A]) = new PimpedList[A] { 
  val l = xs
}

scala> def f(i:Int):Int = 10
f: (i: Int) Int

scala> val l = List(1,2,3)
l: List[Int] = List(1, 2, 3)

scala> l.argMax(f)
java.lang.RuntimeException: your definition here
    at scala.Predef$.error(Predef.scala:60)
    at PimpedList$class.argMax(:12)
        //etc etc...

Answer 4

又好又容易？ ：

val l = List(1,0,10,2)
l.zipWithIndex.maxBy(x => x._1)._2

Answer 5

您可以使用 Pimp my Library 模式。您可以通过定义隐式转换函数来实现此目的。例如，我有一个类 Vector3 来表示 3D 矢量：

class Vector3 (val x: Float, val y: Float, val z: Float)

假设我希望能够通过编写以下内容来缩放矢量：2.5f * v。当然，我不能直接向类 Float 添加 * 方法，但我可以提供一个隐式转换函数，如下所示：

implicit def scaleVector3WithFloat(f: Float) = new {
    def *(v: Vector3) = new Vector3(f * v.x, f * v.y, f * v.z)
}

请注意，这会返回一个结构类型的对象（包含 * 方法的 new { ... } 构造）。

我还没有测试过，但我想你可以这样做：

implicit def argMaxImplicit[A](t: Traversable[A]) = new {
    def argMax() = ...
}

Answer 6

这是使用隐式构建器模式执行此操作的一种方法。与以前的解决方案相比，它的优点是它可以与任何 Traversable 一起使用，并返回类似的 Traversable。可悲的是，这是非常必要的。如果有人愿意，它可能会变成一个相当丑陋的折叠。

object RichTraversable {
  implicit def traversable2RichTraversable[A](t: Traversable[A]) = new RichTraversable[A](t)
}

class RichTraversable[A](t: Traversable[A]) { 
  def argMax[That, C](g: A => C)(implicit bf : scala.collection.generic.CanBuildFrom[Traversable[A], A, That], ord:Ordering[C]): That = {
    var minimum:C = null.asInstanceOf[C]
    val repr = t.repr
    val builder = bf(repr)
    for(a<-t){
      val test: C = g(a)
      if(test == minimum || minimum == null){
        builder += a
        minimum = test
      }else if (ord.gt(test, minimum)){
        builder.clear
        builder += a
        minimum = test
      }
    }
    builder.result
  }
}

Set(-2, -1, 0, 1, 2).argmax(x=>x*x) == Set(-2, 2)
List(-2, -1, 0, 1, 2).argmax(x=>x*x) == List(-2, 2)

Answer 7

这是一个基于 @Daniel 接受的答案的变体，也适用于 Sets。

def argMax[A, B: Ordering](input: GenIterable[A], f: A => B) : GenSet[A] = argMaxZip(input, f) map (_._1) toSet

def argMaxZip[A, B: Ordering](input: GenIterable[A], f: A => B): GenIterable[(A, B)] = {
  if (input.isEmpty) Nil
  else {
    val fPairs = input map (x => (x, f(x)))
    val maxF = fPairs.map(_._2).max
    fPairs filter (_._2 == maxF)
  }
}

当然，我们也可以做一种产生 (B, I​​terable[A]) 的变体。

Answer 8

根据其他答案，您可以很容易地结合每个答案的优点（对 f() 的调用最少，等等）。在这里，我们对所有 Iterables 进行了隐式转换（因此它们可以透明地调用 .argmax()），并且如果出于某种原因首选独立方法。 ScalaTest 测试启动。

class Argmax[A](col: Iterable[A]) {
  def argmax[B](f: A => B)(implicit ord: Ordering[B]): Iterable[A] = {
    val mapped = col map f
    val max = mapped max ord
    (mapped zip col) filter (_._1 == max) map (_._2)
  }
}

object MathOps {
  implicit def addArgmax[A](col: Iterable[A]) = new Argmax(col)

  def argmax[A, B](col: Iterable[A])(f: A => B)(implicit ord: Ordering[B]) = {
    new Argmax(col) argmax f
  }
}

class MathUtilsTests extends FunSuite {
  import MathOps._

  test("Can argmax with unique") {
    assert((-10 to 0).argmax(_ * -1).toSet === Set(-10))
    // or alternate calling syntax
    assert(argmax(-10 to 0)(_ * -1).toSet === Set(-10))
  }

  test("Can argmax with multiple") {
    assert((-10 to 10).argmax(math.pow(_, 2)).toSet === Set(-10, 10))
  }
}