JavaScriptで2つの配列の対称差を求める方法

対称差（Symmetric Difference）とは

数学において、2つの集合AとBの対称差は「A △ B」と表記されます。

対称差とは、AまたはBのどちらか一方にのみ属し、両方には属さない要素すべてからなる集合として定義されます。

具体例

例えば、以下のような2つの配列があるとします。

const A = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
const B = [1, 3, 5, 6, 7, 8, 9];

この場合、AとBの対称差は次のようになります。

const diff = [2, 4, 9];

2と4は配列Aにのみ存在し、9は配列Bにのみ存在します。両方の配列に共通して含まれる1、3、5、6、7、8は除外されるため、結果は[2, 4, 9]となるわけです。

実装例

それでは、実際にJavaScriptで対称差を求めるコードを見てみましょう。

const A = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
const B = [1, 3, 5, 6, 7, 8, 9];

const symmetricDifference = (arr1, arr2) => {
    const res = [];
    // arr1側の処理：arr2に存在しない要素だけを追加
    for(let i = 0; i < arr1.length; i++){
        if(arr2.indexOf(arr1[i]) !== -1){
            continue;
        };
        res.push(arr1[i]);
    }
    // arr2側の処理：arr1に存在しない要素だけを追加
    for(let i = 0; i < arr2.length; i++){
        if(arr1.indexOf(arr2[i]) !== -1){
            continue;
        };
        res.push(arr2[i]);
    };
    return res;
};

console.log(symmetricDifference(A, B));

出力結果

このコードを実行すると、コンソールに以下の出力が表示されます。

[2, 4, 9]

コードの解説

この関数の仕組みは非常にシンプルです。

• まず、結果を格納するための空の配列resを用意します。
• 最初のループでは、arr1の各要素をチェックし、arr2内に存在しない要素だけをresに追加します。
• 次のループでは逆に、arr2の各要素をチェックし、arr1内に存在しない要素だけをresに追加します。

この2段階の処理により、「どちらか一方の配列にのみ含まれる要素」だけが集まり、対称差が求まります。

補足：Setを使ったより効率的な方法

上記の実装ではindexOf()を使用していますが、このメソッドは要素を探すたびに線形探索を行うため、配列が大きくなるとパフォーマンスが低下します。要素数が多い場合は、Setを活用するのがおすすめです。

const symmetricDifference = (arr1, arr2) => {
    const set1 = new Set(arr1);
    const set2 = new Set(arr2);
    return [
        ...arr1.filter(x => !set2.has(x)),
        ...arr2.filter(x => !set1.has(x))
    ];
};

console.log(symmetricDifference(A, B)); // [2, 4, 9]

Setのhas()メソッドはほぼ定数時間で動作するため、大規模なデータセットでも高速に対称差を計算できます。また、filter()とスプレッド構文を使うことで、コードもより簡潔になります。