フィボナッチ数のStreamを作成する

フィボナッチ数をStreamで扱ってみました。

サンプル

import java.math.BigInteger;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * フィボナッチ数をストリームで生成するサンプル
 */
public class Fibonacci {

    /**
     * 1000以上のフィボナッチ数を5件出力する。
     * 
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        fibonacciStream()
            .filter(n -> n.compareTo(BigInteger.valueOf(1000l)) >= 0)
            .limit(5l)
            .forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * フィボナッチ数列のストリームを返す。
     * 
     * @return フィボナッチ数列のストリーム
     */
    public static Stream<BigInteger> fibonacciStream() {
        return Stream.iterate(
                    new BigInteger[]{BigInteger.valueOf(1l), BigInteger.valueOf(1l)},
                    n -> {
                        BigInteger tmp = n[1];
                        n[1] = n[0].add(n[1]);
                        n[0] = tmp;
                        return n;
                    }
                )
                .map(n -> n[1])
                ;
    }

}

解説

少しだけ解説します。

フィボナッチ数列

0, 1を起点に1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 …のように1つ前と2つ前の数値を合算したものが続いていく数列です。

Streamを使用せずに実装（whileループ）

int num1 = 0;
int num2 = 1;
int cnt = 0;
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
while (++cnt <= 10) {
    int tmp = num2;
    num2 = num1 + num2;
    num1 = tmp;
    list.add(Integer.valueOf(num2));
}
System.out.println(list.toString());

// 出力結果は以下のとおり
// [1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

Streamを使用して実装

無限ストリームを作成

Stream
    .iterate(
        new BigInteger[]{BigInteger.valueOf(1l), BigInteger.valueOf(1l)},
        n -> {
            BigInteger tmp = n[1];
            n[1] = n[0].add(n[1]);
            n[0] = tmp;
            return n;
        }
    )
    .map(n -> n[1])
    ;

iterateで無限ストリームを生成できます。
1つめのメソッドパラメータは最初の要素です。
2つめのメソッドパラメータは前の要素を元に新しい要素を返すための関数になります。

mapでBigInteger配列のフィボナッチ数を持つ要素のみ返すようにしています。

フィルタ、リミット、結果出力

Stream.iterate(
        new BigInteger[]{BigInteger.valueOf(1l), BigInteger.valueOf(1l)},
        n -> {
            BigInteger tmp = n[1];
            n[1] = n[0].add(n[1]);
            n[0] = tmp;
            return n;
        }
    )
    .map(n -> n[1])
    .filter(n -> n.compareTo(BigInteger.valueOf(1000)) > 0)
    .limit(5)
    .forEach(System.out::println);

filterで条件を指定し、limitで制限掛けて、forEachでSystem.out.printlnを実行して出力しています。