JS: Массивы

Агрегация

Распространённый вариант использования циклов с массивами — агрегация. Агрегацией называются любые вычисления, которые, как правило, строятся на основе всего набора данных, например, поиск максимального, среднего, суммы и так далее. Процесс агрегации не требует знания нового синтаксиса, но влияет на алгоритм решения задач. Поэтому имеет смысл рассмотреть его отдельно. Начнем с поиска максимального.

const calculateMax = (coll) => {
  // Если коллекция пустая, то у нее не может быть максимального
  // В подобных ситуациях принято возвращать null
  if (coll.length === 0) {
    return null;
  }

  // Сравнение элементов нужно начать с какого-то первого элемента
  let max = coll[0]; // Принимаем за максимальное первый элемент
  // Обход начинаем со второго элемента
  for (let i = 1; i < coll.length; i += 1) {
    const currentElement = coll[i];
    // Если текущий элемент больше максимального,
    // то он становится максимальным
    if (currentElement > max) {
      max = currentElement;
    }
  }

  // Не забываем вернуть максимальное число
  return max;
};

console.log(calculateMax([])); // => null
console.log(calculateMax([3, 2, -10, 38, 0])); // => 38

https://repl.it/@hexlet/js-arrays-aggregation-max

Почему это пример агрегации? Здесь мы видим вычисление, которое включает в себя сравнение всех элементов для поиска одного, которое станет результатом этой операции.

Обратите внимание, что начальным значением max взят первый элемент, а не, скажем, число 0. Ведь может оказаться так, что все числа в массиве меньше 0, и тогда мы получим неверный ответ.

Теперь рассмотрим поиск суммы:

const calculateSum = (coll) => {
  // Начальное значение суммы
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < coll.length; i += 1) {
    // Поочередно складываем все элементы
    sum += coll[i];
  }

  return sum;
};

// Сумма элементов всегда возвращает какое-то число
// Если массив пустой, то сумма его элементов 0
console.log(calculateSum([])); // => 0

console.log(calculateSum([3, 2, -10, 38, 0])); // => 33
// Процесс вычислений
let sum = 0;
sum = sum + 3; // 3
sum = sum + 2; // 5
sum = sum + -10; // -5
sum = sum + 38; // 33
sum = sum + 0; // 33

https://repl.it/@hexlet/js-arrays-aggregation-sum

Алгоритм поиска суммы значительно проще, но обладает парой важных нюансов.

Чему равна сумма элементов пустого массива? С точки зрения математики такая сумма равна 0. Что в принципе совпадает со здравым смыслом. Если у нас нет яблок, значит у нас есть 0 яблок (количество яблок равно нулю). Функции в программировании работают по этой логике.

Второй момент связан с начальным элементом суммы. У переменной sum есть начальное значение равное 0. Зачем вообще задавать значение? Любая повторяющаяся операция начинается с какого-то значения. Нельзя просто так объявить переменную и начать с ней работать внутри цикла. Это приведет к неверному результату:

// начальное значение не задано
// js автоматически делает его равным undefined
let sum;

// первая итерация цикла
sum = sum + 2; // ?

В результате такого вызова, внутри sum окажется NaN, то есть не-число. Оно возникает из-за попытки сложить 2 и undefined. Значит какое-то значение все же нужно. Почему в коде выше выбран 0? Очень легко проверить, что все остальные варианты приведут к неверному результату. Если начальное значение будет равно 1, то результат получится на 1 больше чем нужно.

В математике существует понятие нейтральный элемент операции (у каждой операции свой элемент). Это понятие имеет очень простой смысл. Операция с этим элементом не изменяет то значение, над которым проводится операция. В сложении любое число плюс ноль дает само число. При вычитании то же самое. Даже у конкатенации есть нейтральный элемент – это пустая строка: '' + 'one' будет 'one'.

Агрегация далеко не всегда означает, что коллекция элементов сводится к некоторому простому значению. Результатом агрегации может быть сколь угодно сложная структура, например, массив. Подобные примеры часто встречаются в реальной жизни. Самый простой пример – это список уникальных слов в тексте.

---