Бесплатный курс по Java. Зарегистрируйтесь для отслеживания прогресса →

Java: Агрегация данных (Числа)

В программировании есть отдельный класс задач, который не может обойтись без циклов — он называется агрегированием данных.

К таким задачам относятся поиск:

  • Максимального значения
  • Минимального значения
  • Суммы
  • Среднего арифметического

Их главная особенность в том, что результат зависит от всего набора данных. Для расчета суммы нужно сложить все числа, для вычисления максимального нужно сравнить все числа.

С этой темой хорошо знакомы все, кто занимаются числами. Например, с такими задачами часто работают бухгалтеры или маркетологи в таблицах наподобие Microsoft Excel или Google Sheets.

Разберем самый простой пример — поиск суммы набора чисел. Реализуем функцию, которая складывает числа в указанном диапазоне, включая границы.

В этом случае диапазоном называется ряд чисел от какого-то начала до определенного конца. Например, диапазон [1, 10] включает в себя все целые числа от 1 до 10:

App.sumNumbersFromRange(5, 7); // 5 + 6 + 7 = 18
App.sumNumbersFromRange(1, 2); // 1 + 2 = 3

// Диапазон [1, 1] с одинаковым началом и концом – тоже диапазон
// Он включает одно число — саму границу диапазона
App.sumNumbersFromRange(1, 1); // 1
App.sumNumbersFromRange(100, 100); // 100

Для реализации этого кода нам понадобится цикл. Мы выбираем именно цикл, потому что сложение чисел – это итеративный процесс. Он повторяется для каждого числа, а количество итераций зависит от размера диапазона.

Чтобы лучше понять тему, попробуйте ответить на вопросы:

  • Каким значением инициализировать счетчик?
  • Как он будет изменяться?
  • Когда цикл должен остановиться?

А теперь посмотрите код ниже:

public static int sumNumbersFromRange(int start, int finish) {
    // Технически можно менять start, но входные аргументы нужно оставлять в исходном значении
    // Это сделает код проще для анализа
    var i = start;
    var sum = 0; // Инициализация суммы

    while (i <= finish) { // Двигаемся до конца диапазона
        sum = sum + i; // Считаем сумму для каждого числа
        i = i + 1; // Переходим к следующему числу в диапазоне
    }

    // Возвращаем получившийся результат
    return sum;
}

https://replit.com/@hexlet/java-basics-loops-using-1

Общая структура цикла здесь стандартна:

  • Счетчик, который инициализируется начальным значением диапазона
  • Сам цикл с условием остановки при достижении конца диапазона
  • Изменение счетчика в конце тела цикла

Количество итераций в таком цикле равно finish - start + 1. Например, нужно 3 итерации, чтобы посчитать диапазон от 5 до 7:

7 - 5 + 1 = 3

Главные отличия от обычной обработки связаны с логикой вычислений результата. В задачах на агрегацию всегда есть какая-то переменная, которая хранит внутри себя результат работы цикла. В коде выше это sum.

На каждой итерации цикла происходит ее изменение, прибавление следующего числа в диапазоне: sum = sum + i. Весь процесс выглядит так:

// Для вызова sumNumbersFromRange(2, 5);
var sum = 0;
sum = sum + 2; // 2
sum = sum + 3; // 5
sum = sum + 4; // 9
sum = sum + 5; // 14
// 14 – результат сложения чисел в диапазоне [2, 5]

В математике существует понятие нейтральный элемент операции. Операция с таким 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"

Задание

Реализуйте метод multiplyNumbersFromRange(), который перемножает числа в указанном диапазоне включая границы диапазона. Пример вызова:

App.multiplyNumbersFromRange(1, 5); // 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
App.multiplyNumbersFromRange(2, 3); // 2 * 3 = 6
App.multiplyNumbersFromRange(6, 6); // 6
Упражнение не проходит проверку — что делать? 😶

Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:

  • Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.
В моей среде код работает, а здесь нет 🤨

Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.

Мой код отличается от решения учителя 🤔

Это нормально 🙆, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.

В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.

Прочитал урок — ничего не понятно 🙄

Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.

Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.


Нашли ошибку? Есть что добавить? Пулреквесты приветствуются https://github.com/hexlet-basics
Если вы столкнулись с трудностями и не знаете, что делать, задайте вопрос в нашем большом и дружном сообществе