Бесплатный курс по PHP. Зарегистрируйтесь для отслеживания прогресса →

PHP: Агрегация данных (Числа)

Есть отдельный класс задач, который не может обойтись без циклов — он называется агрегированием данных. К таким задачам относятся поиск максимального и минимального значения, вычисление суммы и среднего арифметического и так далее. 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 такими задачами хорошо знакомы те, кто занимаются числами — например, бухгалтеры или маркетологи. Обычно их выполняют в таблицах в Microsoft Excel или Google Sheets. Именно эту тему мы изучим в этом уроке.

Разберем самый простой пример – поиск суммы набора чисел. Реализуем функцию, которая складывает числа в указанном диапазоне, включая границы. Диапазоном в данном случае называется ряд чисел от какого-то начала до определенного конца. Например, диапазон [1, 10] включает в себя все целые числа от 1 до 10.

<?php

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

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

Для реализации этого кода нам понадобится цикл по двум причинам:

  • Сложение чисел — это итеративный процесс, то есть он повторяется для каждого числа
  • Количество итераций зависит от размера диапазона

Перед тем, как смотреть код, попробуйте ответить на вопросы ниже:

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

Попробуйте сначала подумать над этими вопросами, а затем посмотрите код ниже:

<?php

  function sumNumbersFromRange ($start, $finish)
  {
      // Технически можно менять $start
      // Но входные аргументы нужно оставлять в исходном значении
      // Это сделает код проще для анализа
      $i = $start;
      $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;
  };

Общая структура цикла здесь стандартна. В нем есть три компонента:

  • 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. То есть для диапазона от 5 до 7 – это 7 - 5 + 1, то есть три итерации.

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:

<?php

// Для вызова sumNumbersFromRange(2, 5);
$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]

У переменной $sum есть начальное значение, равное 0. Зачем вообще задавать значение? Любая повторяющаяся операция начинается с какого-то значения. Нельзя просто так объявить переменную и начать с ней работать внутри цикла. Это может приводить к ошибкам:

<?php

// начальное значение не задано
// PHP автоматически делает его равным NULL
$sum;

// первая итерация цикла
$sum = $sum + 2; // ?

В результате такого вызова внутри $sum окажется верный результат, но интерпретатор выведет ошибку: PHP Notice: Undefined variable: sum. Она возникает из-за попытки использовать неопределенную переменную. Значит какое-то значение все же нужно. Почему в коде выше выбран 0? Очень легко проверить, что все остальные варианты приведут к неверному результату. Если начальное значение будет равно 1, то результат получится на 1 больше, чем нужно.

В математике у каждой операции существует нейтральный элемент этой операции. Операция с этим элементом не изменяет то значение, над которым проводится операция:

  • Ноль при сложении: любое число + ноль = само число
  • Ноль при вычитании: любое число - ноль = само число
  • Пустая строка при конкатенации: '' + 'string' будет 'string'

Задание

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

  <?php

  multiplyNumbersFromRange(1, 5); // 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
  multiplyNumbersFromRange(2, 3); // 2 * 3 = 6
  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