セミコロンなどレスJavaでFizzBuzz #semicolonlessjava

これは セミコロンレスJava Advent Calendar の9日目です。

セミコロンレスJava 8でFizzBuzz

セミコロンレスJava 8でFizzBuzzを書いてみましょう。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String[] args) {
        if (java.util.stream.Stream
                .of(java.util.stream.IntStream.rangeClosed(1, 100)
                .mapToObj(i -> i % 15 == 0 ? "FizzBuzz"
                             : i %  3 == 0 ? "Fizz"
                             : i %  5 == 0 ? "Buzz"
                             : String.valueOf(i))
                .collect(java.util.stream.Collectors.joining(" ")))
                .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
                .count() > 0) {}
    }
}

Stream APIとラムダ式のおかげでかなり簡単に書けました。

可変長引数

よく見ると []main メソッドの引数で1回ずつしか使っていません。 可変長引数にすると消せますね。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) {
        if (java.util.stream.Stream
                .of(java.util.stream.IntStream.rangeClosed(1, 100)
                .mapToObj(i -> i % 15 == 0 ? "FizzBuzz"
                             : i %  3 == 0 ? "Fizz"
                             : i %  5 == 0 ? "Buzz"
                             : String.valueOf(i))
                .collect(java.util.stream.Collectors.joining(" ")))
                .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
                .count() > 0) {}
    }
}

条件演算子とOptional

セミコロンレスJava 8では Optional が使えます。 Optional.getOrElse を使えば条件演算子の代替になります。

例えば次のコードは、

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
int i = ...
String s = i % 2 == 0 ? "yes" : "no";

こう書けます。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
int i = ...
String s = Optional.of(i).filter(a -> a % 2 == 0).map(a -> "yes").orElseGet(() -> "no");

:? を消せました。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) {
        if (java.util.stream.Stream
                .of(java.util.stream.IntStream.rangeClosed(1, 100)
                .mapToObj(i -> java.util.Optional.of(i))
                .map(i -> i.filter(a -> a % 15 == 0).map(a -> "FizzBuzz")
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a %  3 == 0).map(a -> "Fizz")
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a %  5 == 0).map(a -> "Buzz")
         .orElseGet(() -> i.get().toString()))))
                .collect(java.util.stream.Collectors.joining(" ")))
                .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
                .count() > 0) {}
    }
}

数値演算とBigInteger

intBigInteger にすると演算がメソッド呼び出しになります。

例えば次のコードは、

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
int i = ...
boolean b = i % 2 == 0;

こう書けます。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
BigInteger i = ...
boolean b = i.mod(new BigInteger("2")).equals(BigInteger.ZERO);

%= を消せました。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) {
        if (java.util.stream.Stream
                .of(java.util.stream.IntStream.rangeClosed(1, 100)
                .mapToObj(i -> java.util.Optional.of(
                        new java.math.BigInteger(String.valueOf(i))))
                .map(i -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger("15"))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> "FizzBuzz")
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger("3"))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> "Fizz")
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger("5"))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> "Buzz")
         .orElseGet(() -> i.get().toString()))))
                .collect(java.util.stream.Collectors.joining(" ")))
                .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
                .count() > 0) {}
    }
}

文字列リテラルとStringBuilder

文字列リテラルもなくしてしまいましょう。 StringBuilderchar を足し込んでやれば文字列は構築できます。

ただし char リテラルを使うと ' を入れ混んじゃうので、 int をキャストしましょう。

例えば次のコードは、

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
String s = "hello";

こう書けます。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
String s = new StringBuilder().append((char) 0x68)
                              .append((char) 0x65)
                              .append((char) 0x6c)
                              .append((char) 0x6c)
                              .append((char) 0x6f)
                              .toString();

" を消せました。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) {
        if (java.util.stream.Stream
                .of(java.util.stream.IntStream.rangeClosed(1, 100)
                .mapToObj(i -> java.util.Optional.of(
                        new java.math.BigInteger(String.valueOf(i))))
                .map(i -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(15)))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                                .append((char) 0x46).append((char) 0x69)
                                .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                                .append((char) 0x42).append((char) 0x75)
                                .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                                .toString())
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(3)))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                                .append((char) 0x46).append((char) 0x69)
                                .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                                .toString())
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(5)))
                        .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                                .append((char) 0x42).append((char) 0x75)
                                .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                                .toString())
         .orElseGet(() -> i.get().toString()))))
                .collect(java.util.stream.Collectors.joining(new StringBuilder()
                                .append((char) 0x20).toString())))
                .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
                .count() > 0) {}
    }
}

1引数のメソッド呼び出し化

さて、最後は , です。 IntStream.rangeClosed の呼び出し部分でしか使ってないですね。 がんばって消してみましょう。

この , を消すには1引数のメソッド呼び出しだけで1〜100のストリームを生成する必要があります。 でも、ざっとStream APIを眺めましたがそれを叶えてくるメソッドはなさそうでした。

仕方がないので AtomicInteger.incrementAndGetIntStream.generate を組み合わせてストリームを構築して、 IntStream.limit で上限を設定すれば1〜100の IntStream が手に入ります。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava

//1〜100のIntStreamを構築する普通の方法
IntStream.rangeClosed(1, 100);

//AtomicIntegerを利用して1〜100のIntStreamを構築する方法
AtomicInteger x = new AtomicInteger(0);
IntStream.generate(() -> x.incrementAndGet()).limit(100);

, が消えて最終的にこうなりました。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) {
        if (java.util.stream.Stream
            .of(new java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger(0))
            .map(x -> java.util.stream.IntStream
                .generate(() -> x.incrementAndGet())
                .limit(100)
                .mapToObj(i -> java.util.Optional.of(
                        new java.math.BigInteger(String.valueOf(i))))
                .map(i -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(15)))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                        .append((char) 0x46).append((char) 0x69)
                        .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                        .append((char) 0x42).append((char) 0x75)
                        .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                        .toString())
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(3)))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                        .append((char) 0x46).append((char) 0x69)
                        .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                        .toString())
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(new java.math.BigInteger(String.valueOf(5)))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a -> new StringBuilder()
                        .append((char) 0x42).append((char) 0x75)
                        .append((char) 0x7a).append((char) 0x7a)
                        .toString())
                .orElseGet(() -> i.get().toString()))))
            .collect(java.util.stream.Collectors.joining(new StringBuilder()
                .append((char) 0x20).toString())))
            .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
            .count() > 0) {}
    }
}

これで使用している記号は {}().-> だけになりました。

{} はクラス定義やらメソッド定義に必要だし、 (). はメソッド呼び出しあたりに必要だし、 -> はラムダ式に必要なのでこれ以上の省略は難しそう感あります。

消せる方法が思いついたら教えてください。

というわけで、セミコロンなどレスJavaでFizzBuzzしてみた話でした。

追記:new演算子を消す

new演算子を使っているのは次の3つのクラスです。

  • AtomicInteger
  • BigInteger
  • StringBuilder

まず BigInteger ですが、 BigInteger.valueOf という便利なファクトリーメソッドがありました。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava

//これは
new BigInteger("100");

//これで良い!!
BigInteger.valueOf(100);

次に StringBuilder ですが、 String.valueOfString.concat を併用すれば良い事に気が付きました。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava

//これは
String s = new StringBuilder()
    .append((char) 0x68)
    .append((char) 0x65)
    .append((char) 0x6c)
    .append((char) 0x6c)
    .append((char) 0x6f).toString();

//これで良い!!
String s = String.valueOf((char) 0x68)
   .concat(String.valueOf((char) 0x65))
   .concat(String.valueOf((char) 0x6c))
   .concat(String.valueOf((char) 0x6c))
   .concat(String.valueOf((char) 0x6f));

最後に AtomicInteger ですが、

素晴らしい!!!(いろんな意味で)

きつねさんのアイデアを元に、

  • 数値演算子を使わなくて済むように Random.nextInt を使用
  • new演算子を使わないためにstaticファクトリーメソッドがある SecureRandom を使用

といった事に気をつけて次のようなコードにしました。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava

//これで1〜100のIntStreamが手に入る
SecureRandom r = SecureRandom.getInstanceStrong();
IntStream stream = IntStream.generate(() -> r.nextInt(101))
                            .distinct().limit(101)
                            .sorted().skip(1);

ちなみに、私が考えついたのは次のようなコードでした。

//これはセミコロンを書いて良い普通のJava
Stream.of((ArrayList) Collectors.toList().supplier().get())
      .peek(list -> list.add(BigInteger.ONE))
      .map(list -> IntStream.generate(() ->
         Stream.of((BigInteger) list.get(0))
               .peek(a -> list.remove(0))
               .peek(a -> list.add(a.add(BigInteger.ONE)))
               .findFirst().get().intValue()))
      .findFirst().get();

簡単に言うと ArrayList から値を取り出して返し、その値に1足して、また ArrayList に格納する、を繰り返しています。

ArrayList の生成には Collectors.toList で返される Collectorsupplier を利用しました。 ぶっちゃけ Collectors.toList の実装に依存しており美しくないですね。

また、記号を抑えるためにraw型を使用していますが、そのせいでキャストが多発しており、これも美しくないです。

その点、きつねさんが提案してくれた方法はコードが美しく、より狂気があふれており素晴らしい!!!

というわけで、セミコロンなどレスJavaで書いたFizzBuzzは次のようになりました。

public class SemicolonlessFizzBuzz {

    public static void main(String... args) throws Exception {
        if (java.util.stream.Stream
            .of(java.security.SecureRandom.getInstanceStrong())
            .map(r -> java.util.stream.IntStream
                .generate(() -> r.nextInt(101))
                .distinct().limit(101).sorted().skip(1)
                .mapToObj(i -> java.util.Optional.of(java.math.BigInteger.valueOf(i)))
                .map(i -> i.filter(a -> a.mod(java.math.BigInteger.valueOf(15))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a ->
                                    String.valueOf((char) 0x46)
                            .concat(String.valueOf((char) 0x69))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x42))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x75))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a)))
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(java.math.BigInteger.valueOf(3))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a ->
                                    String.valueOf((char) 0x46)
                            .concat(String.valueOf((char) 0x69))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a)))
         .orElseGet(() -> i.filter(a -> a.mod(java.math.BigInteger.valueOf(5))
                    .equals(java.math.BigInteger.ZERO)).map(a ->
                                    String.valueOf((char) 0x42)
                            .concat(String.valueOf((char) 0x75))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a))
                            .concat(String.valueOf((char) 0x7a)))
                .orElseGet(() -> i.get().toString()))))
            .collect(java.util.stream.Collectors.joining(String.valueOf((char) 0x20))))
            .peek(fizzbuzz -> System.out.println(fizzbuzz))
            .count() > 0) {}
    }
}
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