JavaScriptで実装するRubyのeach_cons()メソッド

Rubyのeach_cons()メソッドとは

Rubyのeach_cons()は、Enumerableモジュールに組み込まれたメソッドの一つです。各要素を起点として、連続するN個の要素を順番に取り出しながら繰り返し処理を行います。ブロックを渡さなかった場合には、Enumeratorを返します。

JavaScriptにおけるeachCons()相当の実装

ここでは、数値の配列（このケースではRubyのEnumerableに相当するもの）を例に考えてみましょう。eachCons関数は、配列の各要素に対して実行され、引数として数値N（Nは配列の長さ以下）を1つだけ受け取るArrayの関数である必要があります。そして、サイズNの部分配列を要素とする新しい配列を返します。各部分配列は、元の配列の要素を先頭から順に1つずつ起点としたものになります。

具体的な例を見た方が理解しやすいでしょう。

次のような配列があるとします。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
console.log(arr.eachCons(2));

このeachConsの呼び出しは、2つの要素を持つ部分配列からなる配列を以下のように生成します。

[[1, 2], [2, 3], [3, 4], [4, 5]]

注目すべきは、元の配列の各要素を起点として、作成できる範囲で部分配列が生成されているという点です。

Nの値が2ではなく3だった場合、結果は次のようになります。

[[1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4, 5]]

この場合も、配列内に十分な要素がなくなるまで、各要素を起点として部分配列が作成されます。

実装アプローチ：スライディングウィンドウ

この問題は、スライディングウィンドウ（滑動窓）アルゴリズムを使って解決します。

モダンなES6の関数を活用すれば2行程度で書くこともできますが、ここで紹介するアプローチの方がはるかに効率的です。

まず、whileループを使って0番目からN番目のインデックスまでの初期ウィンドウを作成します。その後、ウィンドウの末尾が元の配列の長さより小さい間、forループを実行します。

このループでは、ウィンドウの安定性（ウィンドウの長さがNと等しいかどうか）をチェックします。ウィンドウが安定している場合は、そのウィンドウ（部分配列）を結果配列に挿入し、ウィンドウを右へ1つスライドさせて畳みます（start = end）。ウィンドウが不安定な場合は、要素を追加し続けます。

コード例

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const eachCons = function(num){
    let res = [], temp = [];
    let start = 0, end = 0;
    while(end < num){
        temp.push(this[end++]);
    };
    for(; end <= this.length ;){
        if(temp.length === num){
            res.push(temp);
            start++;
            end = start;
            temp = [];
        }
        temp[end-start] = this[end];
        end++;
    }
    return res;
};
Array.prototype.eachCons = eachCons;
console.log([1, 2, 3, 4, 5].eachCons(1));
console.log([1, 2, 3, 4, 5].eachCons(2));
console.log([1, 2, 3, 4, 5].eachCons(3));
console.log([1, 2, 3, 4, 5].eachCons(4));

出力結果

コンソールには以下のように出力されます。

[ [ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ] ]
[ [ 1, 2 ], [ 2, 3 ], [ 3, 4 ], [ 4, 5 ] ]
[ [ 1, 2, 3 ], [ 2, 3, 4 ], [ 3, 4, 5 ] ]
[ [ 1, 2, 3, 4 ], [ 2, 3, 4, 5 ] ]