Транспонирование 2D-массива в JavaScript: оптимизированный подход

Быстрый ответ

Транспонированием двумерного массива называют процедуру обмена местами его строк и столбцов. В JavaScript такую операцию возможно выполнить с помощью метода map():

const transpose = m => m[0].map((_, i) => m.map(row => row[i]));

Вот как её использовать:

const transposed = transpose([[1,2], [3,4]]);
// Результат: [[1,3], [2,4]]

Подробности использования метода map()

Метод map() стоит в центре нашего внимания — мы применяем его для переорганизации элементов массива. Он позволяет аккуратно и в две строки кода выполнять операции с каждым элементом массива, преобразовывая строки и столбцы и созавая транспонированную матрицу.

Сокращение кода благодаря стрелочным функциям ES6

Стрелочные функции из ES6 дают возможность писать более краткое и элегантное выражение нашего кода. Они ещё позволяют лексически связать контекст this:

const transpose = arr => arr[0].map((_,i) => arr.map(row => row[i]));

Таким образом, транспонирование выглядит ещё более лаконичным.

На месте транспонирование для квадратных матриц

Использование деструктуризации из ES6 дает нам возможность выполнять транспонирование на месте — это идеальное решение для квадратных матриц:

function transposeInPlace(m) {
  for(let i = 0; i < m.length; i++) {
    for(let j = i + 1; j < m[i].length; j++) {
      [m[i][j], m[j][i]] = [m[j][i], m[i][j]];
    }
  }
}

Функциональное программирование с применением reduce()

Овладев функциональными концепциями, можно использовать reduce() в сочетании с map() для создания транспонированного массива:

const transposeWithReduce = matrix =>
  matrix.reduce(
    (prev, next) => next.map((item, i) =>
      (prev[i] || []).concat(next[i])
    ), []
  );

Помощь от Lodash: использование _.zip()

В JavaScript существует множество полезных библиотек, в частности lodash, где для транспонирования можно применить _.zip():

const _ = require('lodash');
const transposed = _.zip(...array);

Нативное решение на чистом JavaScript

Чистый JavaScript также эффективен для транспонирования и не требует подключения дополнительных библиотек:

const transpose = a => a[0].map((_, i) => a.map(row => row[i]));

Классический подход с использованием вложенных циклов

Традиционным подходом является использование вложенных циклов for. Он также хорошо решает задачу транспонирования:

function transpose(matrix) {
  const rows = matrix.length, cols = matrix[0].length;
  const transposed = [];

  for (let j = 0; j < cols; j++) {
    transposed[j] = new Array(rows);
    for (let i = 0; i < rows; i++) {
      transposed[j][i] = matrix[i][j];
    }
  }
  return transposed;
}

Избегайте граничных случаев

Внимательно следите за особыми случаями при транспонировании:

• Непрямоугольные массивы могут привести к непредсказуемым результатам.
• Большие объемы данных требуют детального вложения работы и контроля производительности.
• Возможность изменения данных: убедитесь, что при работе с исходным массивом вы избегаете нежелательных побочных эффектов.

Визуализация

Иногда полезно визуализировать транспонирование как переворот сетки:

Оригинальная сетка:

| 1 | 2 | 3 |
| 4 | 5 | 6 |
| 7 | 8 | 9 |

Транспонированная сетка:

| 1 | 4 | 7 |
| 2 | 5 | 8 |
| 3 | 6 | 9 |

Ценные советы для совершенствования качества кода

Некоторые рекомендации для улучшения вашего кода транспонирования:

1. Вместо переменных используйте константы для функций, которые не собираетесь переприсваивать.
2. Оптимизируйте работу с большими матрицами и стремитесь к повторному использованию кода.
3. Проведите тестирование различных методов, чтобы выбрать наиболее подходящий для вашего случая.
4. Применение неизменяемых структур данных поможет контролировать состояние программы.

Полезные материалы

1. Array.prototype.map() – MDN — узнать больше о методе map().
2. Array.from() – MDN — познакомиться с подробностями работы Array.from().
3. Методы массивов – JavaScript.Info — расширить знания о методах обработки массивов.
4. Углубляемся в Map в JavaScript | от Брэндона Морелли | Codeburst — совершенствуйте свои навыки использования map().