Агрегация — PHP: Массивы

Ещё один распространённый вариант использования циклов на массивах — агрегация. Агрегацией являются любые вычисления, которые строятся на основе всего набора данных, например, поиск максимального, среднего, суммы и так далее. Агрегирующие функции особенно популярны у тех кто работает с цифрами, например про них хорошо знают все кто пользуются таблицами (Google Table, Microsoft Excel).

<?php

function calculateMax($coll)
{
    // Если коллекция пустая, то у нее не может быть максимального значения
    // В подобных ситуациях принято возвращать null
    if (empty($coll)) {
        return null;
    }

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

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

print_r(calculateMax([]));
print_r(calculateMax([3, 2, -10, 38, 0]));

// => 38

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

Алгоритм поиска максимального числа в массиве выглядит так:

1. Если массив пустой, то возвращаем null. Это классический пример использования идиомы guard expression (охраняющее выражение). Её идея в том, что в начале функции проверяются самые простые условия, для которых нужен минимум вычислений. При таком подходе основной код находится на верхнем уровне, а не размещён внутри условной конструкции. Такой код легче читать и у него меньше вложенность.
2. В ином случае берём за точку отсчёта первый элемент массива и считаем его максимальным.
3. Обходим массив, начиная со второго элемента и сравниваем каждое значение с максимальным. Если текущий рассматриваемый элемент больше максимального, то он становится максимальным.
4. После обхода возвращаем результат.

Главное, что нужно увидеть в этом коде — место определения переменной $max. Новички часто забывают про то, что переменную нужно определить до её использования. Объявленные же внутри цикла переменные не должны использоваться снаружи за пределами цикла, поэтому переменная и определяется до его начала. В большинстве языков переменные, определённые внутри блока кода (тело цикла в нашем случае) видны только внутри этого блока, то есть их область видимости ограничивается блоком кода. Соответственно, получить доступ к этим переменным вне блока невозможно.

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

Второй важный момент: возврат делается только после обхода всего массива. Если бы return был внутри цикла, то массив не был бы рассмотрен целиком. Такая ошибка часто встречается у новичков.

Нейтральный элемент

Рассмотрим поиск суммы:

<?php

function calculateSum($coll)
{
    // Начальное значение суммы
    $sum = 0;
    foreach ($coll as $num) {
        // Поочередно складываем все элементы
        $sum += $num;
    }

    return $sum;
}

// Сумма элементов всегда возвращает какое-то число
// Если массив пустой, то сумма его элементов 0
print_r(calculateSum([]));
print_r("\n");
print_r(calculateSum([3, 2, -10, 38, 0]));
// => 0
// => 33

https://repl.it/@hexlet/php-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. В коде используется 0 или так называемый нейтральный элемент операции сложения на множестве вещественных чисел. Нейтральный элемент бинарной операции — элемент, который ничего не меняет в результате его использования. По-простому, сложение любого числа с нулём всегда даёт это же число. Тогда любую сумму, например 3 + 2 + 8, можно вычислить как 0 + 3 + 2 + 8, чем мы и пользуемся в нашем коде. Нейтральный элемент – важная часть любой агрегирующей операции. Именно с него начинается сам процесс агрегации. В случае сложения – это 0, в случае умножения – 1.

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.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.