计算范围之间的值

Question

我有两个数组，一个是值，另一个是范围：

$ranges = array(10,15,30);
$values = array(1,4,12,15,27,32);

我想计算每个范围之间的值的数量，例如：

$output = array(
    "<10" => 2, // number of values < 10
    "10-15" => 1, // number of values >= 10 && < 15
    "15-30" => 2, // number of values >= 15 && < 30
    ">=30" => 1, // number of values > 30
);

显然，ranges 和 values 是动态的，不能硬编码 if-conditions。

到目前为止我所做的工作：

$output = array();
foreach ( $values as $val ) {
    foreach ( $ranges as $k => $range ) {
        if ( $k == 0 ) { // first range
            $max = $range;
            $label = '<' . $max;

            if ( $val < $max ) {
                $output[$label] += 1;
            }
        } else if ( $k == count($ranges) - 1 ) { // last range
            $min = $ranges[$k-1];
            $max = $range;
            $label = $min . '-' . $max;
            if ( $val >= $min && $val < $max ) {
                $output[$label] += 1;
            }

            $min = $range;
            $label = '>=' . $min;
            if ( $val >= $min ) {
                $output[$label] += 1;
            }
        } else {
            $min = $ranges[$k-1];
            $max = $range;
            $label = $min . '-' . $max;

            if ( $val >= $min && $val < $max ) {
                $output[$label] += 1;
            }
        }
    }
}
print_r($output);

这似乎很昂贵，我真的不确定。 有没有更简单的方法来实现我的目标？

Answer 1

您可以通过在 $ranges 数组的开头和结尾添加限制值来稍微简化逻辑，然后只需成对处理整个数组。

<?php

$ranges = [10,15,30];
$values = [1,4,12,15,27,32];
\array_push($ranges, null); // append null to array
\array_unshift($ranges, null); // prepend null to array

$output = [];
$count = \count($ranges);
for ($i = 0; $i < $count - 1; $i++) {
    $output[] = ['start' => $ranges[$i], 'end' => $ranges[$i+1], 'count' => 0];
}

foreach ($values as $value) {
    foreach ($output as $key => $range) {
        if (
             ($range['start'] === null || $range['start'] <= $value) &&
             ($range['end'] === null || $range['end'] > $value)
        ) {
            $output[$key]['count']++;
            break;
        }
    }
}

var_dump($output);

Answer 2

首先使用$ranges 数组中的键（使用array_fill_keys()）创建一个归零数组，再加上一个用于“超过”最后一个条目的值。

循环遍历每个值并根据范围检查它，如果找到它，它只会将相应的计数加 1 并停止查找。如果在完成循环后，该值大于最后一个范围，则将 'over' 条目加 1。

$ranges = array(10,15,30);
$values = array(1,4,12,15,27,32);

$rangeCount = array_fill_keys($ranges, 0);
$rangeCount[ "over" ] = 0;
foreach ( $values as $value )   {
    foreach ( $ranges as $range )   {
        if ( $value < $range )  {
            $rangeCount [ $range ]++;
            break;
        }
    }
    if ( $value >= $range )  {
        $rangeCount[ "over" ]++;
    }
}
print_r($rangeCount);

这给了...

Array
(
    [10] => 2
    [15] => 1
    [30] => 2
    [over] => 1
)

只是添加一个只做一个循环的优化版本。但假设这些值是按升序排列的。每次它通过“当前”范围时，它都会移动到下一个输出计数器，最后一部分甚至不循环超过最大值，它从总计数中减去当前计数并中断...

$currentRange = 0;
$numberValues = count($values);
$numberRanges = count($ranges);
$rangeCount = array_fill(0, $numberRanges, 0);
$rangeCount[ "over" ] = 0;
foreach ( $values as $count => $value )   {
    if ( $value >= $ranges[$currentRange] )   {
        $currentRange++;
        if ( $currentRange >= $numberRanges )    {
            $rangeCount[ "over" ] = $numberValues - $count;
            break;
        }
    }
    $rangeCount[$currentRange]++;
}
print_r($rangeCount);

Answer 3

• 以下解决方案首先按升序/非降序对范围进行排序。
• 然后，我们创建一个range_map，它是$ranges 中所有可能范围的集合。

• 然后，我们遍历$values 中的所有值，并在$ranges 上执行binary search 以获得特定值所属的确切范围索引。在下面的代码中，精确的索引存储在$low。

• 然后，我们只需通过从$range_map 获取范围键并将其计数器加 1 来收集计数。

• 这比嵌套循环更快，因为嵌套循环的时间复杂度为O(m*n)，其中m 的大小为$ranges，n 的大小为$values，而当前解决方案的时间复杂度为O(m logm) + O(n logm) 其中m 是$ranges 的大小，n 是$values 的大小。

片段：

<?php

$ranges = array(10,15,30);
$values = array(1,4,12,15,27,32);

sort($ranges);

$range_map = [];
$ptr = 0;

foreach($ranges as $index => $value){
    if($index === 0) $range_map[$ptr++] =  "<" . $value;
    if($index > 0) $range_map[$ptr++] = $ranges[$index - 1] . "-" . $value;
    if($index === count($ranges) - 1) $range_map[$ptr++] = ">=" . $value;
}

$result = [];

foreach($values as $value){
    $low = 0; $high = count($ranges) - 1;
    while($low <= $high){
        $mid = $low + intval(($high - $low) / 2);
        if($value === $ranges[ $mid ]){
            $low = $mid + 1;
            break;
        }else if($value < $ranges[ $mid ]){
            $high = $mid - 1; 
        }else{
            $low = $mid + 1;
        }
    }

    if(!isset($result[$range_map[$low]])) $result[$range_map[$low]] = 0; // get the range key from range_map
    $result[$range_map[$low]]++; // increment the value for that range
}

print_r($result);

演示： https://3v4l.org/JcYBv

Answer 4

假设您有预先排序的范围和值。

<?php
$ranges = array(10,15,30);
$values = array(1,4,12,15,27,32);

$lower = null;
$i = 0;
$upper = $ranges[$i];
foreach($values as $item) {
    if(!is_null($upper) && $item >= $upper) {
        $lower = $upper;
        $upper = $ranges[++$i] ?? null;
    }
    $result["$lower<$upper"][] = $item;
}

var_export(array_map('count', $result));

输出：

array (
    '<10' => 2,
    '10<15' => 1,
    '15<30' => 2,
    '30<' => 1,
  )