在数组中查找匹配或最接近的值

Question

对于给定的目标值，如何搜索并找到数组中最接近的值？

假设我有这个示例数组：

array(0, 5, 10, 11, 12, 20)

例如，当我使用目标值 0 进行搜索时，函数应返回 0；当我用 3 搜索时，它会返回 5；当我用 14 搜索时，它会返回 12。

Answer 1

这与Mario's answer 的方法相同，但我使用array_search() 和min() 而不是排序。性能是一样的，所以只是归结为偏好问题。

function findClosest(array $values, $match)
{
    $map = [];
    foreach ($values as $v) {
        $map[$v] = abs($match - $v);
    }
    return array_search(min($map), $map);
}

Answer 2

一种特殊的惰性方法是让 PHP 按与搜索数字的距离对数组进行排序：

$num = 3;    
$array = array(0, 5, 10, 11, 12, 20);
$smallest = [];

foreach ($array as $i) {
    $smallest[$i] = abs($i - $num);
}
asort($smallest);
print key($smallest);

Answer 3

我将提供一个较晚的答案，通过维护两个临时变量并实​​现提前返回来努力避免不必要的迭代和过多的函数调用。

一个优雅的解决方案不应该要求大于n的时间复杂度——换句话说，大的O应该是O(n) 而小o应该是o(1)。大 O 只会通过预先对 haystack 进行排序，然后再次迭代 haystack 变得更糟。为了达到o(1)，你需要在遇到相同匹配时提前返回——无需进一步搜索。

我的 sn-p 将任意返回距离最短的第一个出现的值（以防多个值具有相同的距离）。 OP 未指定任何其他行为。

与其他一些答案相比，一个微不足道的性能改进是 abs() 是循环内的唯一函数调用，每次迭代最多调用 1 次。以前的一些答案会重新计算当前值的距离以及每次迭代中当前最接近的匹配 - 这比必要的工作量更大。

代码：(Demo)

$haystack = [-6, 0, 5, 10, 11, 12, 20];

$needles = [0, 3, 14, -3];

function getNearest($needle, $haystack) {
    if (!$haystack) {
        throw new Exception('empty haystack');
    }
    $bestDistance = PHP_INT_MAX;
    foreach ($haystack as $value) {
        if ($value === $needle) {
            return $needle;
        }
        $distance = abs($value - $needle);
        if ($distance < $bestDistance) {
            $bestDistance = $distance;
            $keep = $value;
        }
    }
    return $keep ?? $value; // coalesce to silence potential IDE complaint
}

foreach ($needles as $needle) { // each test case
    echo "$needle -> " . getNearest($needle, $haystack) . "\n";
}

输出：

0 -> 0
3 -> 5
14 -> 12
-3 -> -6

Answer 4

function closestnumber($number, $candidates) {
    $last = null;
    foreach ($candidates as $cand) {
        if ($cand < $number) {
            $last = $cand;
        } elseif ($cand == $number) {
           return $number;
        } elseif ($cand > $number) {
           return $last;
        }
    }
    return $last;
}

Answer 5

二分查找最接近的值（数组必须排序）：

function findClosest($sortedArr, $val)
{
    $low = 0;
    $high = count($sortedArr) - 1;
    while ($low <= $high) {
        if ($high - $low <= 1) {
            if (abs($sortedArr[$low] - $val) < abs($sortedArr[$high] - $val)) {
                return $sortedArr[$low];
            } else {
                return $sortedArr[$high];
            }
        }

        $mid = (int)(($high + $low) / 2);
        if ($val < $sortedArr[$mid]) {
            $high = $mid;
        } else {
            $low = $mid;
        }
    }

    // Empty array
    return false;
}

Answer 6

我发现的基于Piyush Dholariya's answer的最佳方法：

$array = [4, 9, 15, 6, 2];
$goal = 7;

$closest = array_reduce($array, function($carry, $item) use($goal) {
    return (abs($item - $goal) < abs($carry - $goal) ? $item : $carry);
}, reset($array)); // Returns 6

Answer 7

例如，考虑到输入数组按升序排列asort()，使用dichotomic search 进行搜索会快得多。

这是我用来在按 DateTime 对象排序的Iterable 事件列表中插入新事件的一些代码的快速而肮脏的改编……

因此，此代码将返回左侧最近的点（之前/更小）。

如果您想找到数学上最近的点：考虑比较搜索值与返回值的距离以及返回值右侧（下一个）的点（如果存在）。

function dichotomicSearch($search, $haystack, $position=false)
{
    // Set a cursor between two values
    if($position === false)
    {    $position=(object)  array(
            'min' => 0,
            'cur' => round(count($haystack)/2, 0, PHP_ROUND_HALF_ODD),
            'max' => count($haystack)
            );
    }

    // Return insertion point (to push using array_splice something at the right spot in a sorted array)
    if(is_numeric($position)){return $position;}

    // Return the index of the value when found
    if($search == $haystack[$position->cur]){return $position->cur;}

    // Searched value is smaller (go left)
    if($search <= $haystack[$position->cur])
    {
        // Not found (closest value would be $position->min || $position->min+1)
        if($position->cur == $position->min){return $position->min;}

        // Resetting the interval from [min,max[ to [min,cur[
        $position->max=$position->cur;
        // Resetting cursor to the new middle of the interval
        $position->cur=round($position->cur/2, 0, PHP_ROUND_HALF_DOWN);
        return dichotomicSearch($search, $haystack, $position);
    }

    // Search value is greater (go right)
        // Not found (closest value would be $position->max-1 || $position->max)
        if($position->cur < $position->min or $position->cur >= $position->max){return $position->max;}
        // Resetting the interval from [min,max[ to [cur,max[
        $position->min = $position->cur;
        // Resetting cursor to the new middle of the interval
        $position->cur = $position->min + round(($position->max-$position->min)/2, 0, PHP_ROUND_HALF_UP);
        if($position->cur >= $position->max){return $position->max;}
        return dichotomicSearch($search, $haystack, $position);        
}

Answer 8

这是我为排序的大数组

编写的高性能函数

经过测试，对于一个包含 20000 个元素的数组，主循环只需要大约 20 次迭代。

请注意数组必须排序（升序）！

define('ARRAY_NEAREST_DEFAULT',    0);
define('ARRAY_NEAREST_LOWER',      1);
define('ARRAY_NEAREST_HIGHER',     2);

/**
 * Finds nearest value in numeric array. Can be used in loops.
 * Array needs to be non-assocative and sorted.
 * 
 * @param array $array
 * @param int $value
 * @param int $method ARRAY_NEAREST_DEFAULT|ARRAY_NEAREST_LOWER|ARRAY_NEAREST_HIGHER
 * @return int
 */
function array_numeric_sorted_nearest($array, $value, $method = ARRAY_NEAREST_DEFAULT) {    
    $count = count($array);

    if($count == 0) {
        return null;
    }    

    $div_step               = 2;    
    $index                  = ceil($count / $div_step);    
    $best_index             = null;
    $best_score             = null;
    $direction              = null;    
    $indexes_checked        = Array();

    while(true) {        
        if(isset($indexes_checked[$index])) {
            break ;
        }

        $curr_key = $array[$index];
        if($curr_key === null) {
            break ;
        }

        $indexes_checked[$index] = true;

        // perfect match, nothing else to do
        if($curr_key == $value) {
            return $curr_key;
        }

        $prev_key = $array[$index - 1];
        $next_key = $array[$index + 1];

        switch($method) {
            default:
            case ARRAY_NEAREST_DEFAULT:
                $curr_score = abs($curr_key - $value);

                $prev_score = $prev_key !== null ? abs($prev_key - $value) : null;
                $next_score = $next_key !== null ? abs($next_key - $value) : null;

                if($prev_score === null) {
                    $direction = 1;                    
                }else if ($next_score === null) {
                    break 2;
                }else{                    
                    $direction = $next_score < $prev_score ? 1 : -1;                    
                }
                break;
            case ARRAY_NEAREST_LOWER:
                $curr_score = $curr_key - $value;
                if($curr_score > 0) {
                    $curr_score = null;
                }else{
                    $curr_score = abs($curr_score);
                }

                if($curr_score === null) {
                    $direction = -1;
                }else{
                    $direction = 1;
                }                
                break;
            case ARRAY_NEAREST_HIGHER:
                $curr_score = $curr_key - $value;
                if($curr_score < 0) {
                    $curr_score = null;
                }

                if($curr_score === null) {
                    $direction = 1;
                }else{
                    $direction = -1;
                }  
                break;
        }

        if(($curr_score !== null) && ($curr_score < $best_score) || ($best_score === null)) {
            $best_index = $index;
            $best_score = $curr_score;
        }

        $div_step *= 2;
        $index += $direction * ceil($count / $div_step);
    }

    return $array[$best_index];
}

• ARRAY_NEAREST_DEFAULT 找到最近的元素
• ARRAY_NEAREST_LOWER 找到最近的元素，即 LOWER
• ARRAY_NEAREST_HIGHER 找到最近的更高元素

用法：

$test = Array(5,2,8,3,9,12,20,...,52100,52460,62000);

// sort an array and use array_numeric_sorted_nearest
// for multiple searches. 
// for every iteration it start from half of chunk where
// first chunk is whole array
// function doesn't work with unosrted arrays, and it's much
// faster than other solutions here for sorted arrays

sort($test);
$nearest = array_numeric_sorted_nearest($test, 8256);
$nearest = array_numeric_sorted_nearest($test, 3433);
$nearest = array_numeric_sorted_nearest($test, 1100);
$nearest = array_numeric_sorted_nearest($test, 700);

Answer 9

要在对象数组中搜索最接近的值，您可以使用来自Tim Cooper's answer 的改编代码。

<?php
// create array of ten objects with random values
$images = array();
for ($i = 0; $i < 10; $i++)
    $images[ $i ] = (object)array(
        'width' => rand(100, 1000)
    );

// print array
print_r($images);

// adapted function from Tim Copper's solution
// https://stackoverflow.com/a/5464961/496176
function closest($array, $member, $number) {
    $arr = array();
    foreach ($array as $key => $value)
        $arr[$key] = $value->$member;
    $closest = null;
    foreach ($arr as $item)
        if ($closest === null || abs($number - $closest) > abs($item - $number))
            $closest = $item;
    $key = array_search($closest, $arr);
    return $array[$key];
}

// object needed
$needed_object = closest($images, 'width', 320);

// print result
print_r($needed_object);
?>

Answer 10

将您要搜索的数字作为第一个参数传递，将数字数组传递给第二个参数：

function getClosest($search, $arr) {
   $closest = null;
   foreach ($arr as $item) {
      if ($closest === null || abs($search - $closest) > abs($item - $search)) {
         $closest = $item;
      }
   }
   return $closest;
}

Answer 11

Tim's implementation 大部分时间都会删掉它。尽管如此，为了性能谨慎，您可以在迭代之前对列表进行排序，并在下一个差异大于上一个时中断搜索。

<?php
function getIndexOfClosestValue ($needle, $haystack) {
    if (count($haystack) === 1) {
        return $haystack[0];
    }

    sort($haystack);

    $closest_value_index = 0;
    $last_closest_value_index = null;

    foreach ($haystack as $i => $item) {
        if (abs($needle - $haystack[$closest_value_index]) > abs($item - $needle)) {
            $closest_value_index = $i;
        }

        if ($closest_value_index === $last_closest_value_index) {
            break;
        }
    }
    return $closest_value_index;
}

function getClosestValue ($needle, $haystack) {
    return $haystack[getIndexOfClosestValue($needle, $haystack)];
}

// Test

$needles = [0, 2, 3, 4, 5, 11, 19, 20];
$haystack = [0, 5, 10, 11, 12, 20];
$expectation = [0, 0, 1, 1, 1, 3, 5, 5];

foreach ($needles as $i => $needle) {
    var_dump( getIndexOfClosestValue($needle, $haystack) === $expectation[$i] );
}

Answer 12

您可以简单地使用array_search，它会返回一个键，如果在数组中找到许多您的搜索实例，它将返回找到的第一个。

Quote from PHP:

如果多次在 haystack 中找到 needle，则返回第一个匹配的键。要返回所有匹配值的键，请使用 array_keys() 和可选的 search_value 参数。

示例用法：

if(false !== ($index = array_search(12,array(0, 5, 10, 11, 12, 20))))
{
    echo $index; //5
}

---

更新：

function findNearest($number,$Array)
{
    //First check if we have an exact number
    if(false !== ($exact = array_search($number,$Array)))
    {
         return $Array[$exact];
    }

    //Sort the array
    sort($Array);

   //make sure our search is greater then the smallest value
   if ($number < $Array[0] ) 
   { 
       return $Array[0];
   }

    $closest = $Array[0]; //Set the closest to the lowest number to start

    foreach($Array as $value)
    {
        if(abs($number - $closest) > abs($value - $number))
        {
            $closest = $value;
        }
    }

    return $closest;
}

Answer 13

<?php
$arr = array(0, 5, 10, 11, 12, 20);

function getNearest($arr,$var){
    usort($arr, function($a,$b) use ($var){
        return  abs($a - $var) - abs($b - $var);
    });
    return array_shift($arr);
}
?>