JavaScriptで複数の配列の要素をランク順にマッピングする方法

問題の概要

ここに、次のような3つの数値型JavaScript配列があると仮定します。

const array1 = [10,23,53,74,33,56,6,0,43,45,11];
const array2 = [52,46,27,28,4,11,53,6,75,75,22];
const array3 = [26,18,10,12,31,12,5,8,44,34,65];

すべての配列の長さは常に同じであるとします。

求められているのは、任意の数の配列を受け取り、すべての配列を通して対応する位置にある要素同士を比較し、その大小関係（降順）に基づいてランク（順位）を割り当てるJavaScript関数を作成することです。

つまり、各インデックス位置について、複数の配列から取り出した値をまとめて降順に並べ、大きい方から「1、2、3…」という順位を振っていきます。

したがって、上記の配列の場合、出力は次のようになります。

const array1 = [3,2,1,1,1,1,2,3,2,2,3];
const array2 = [1,1,2,2,2,2,1,2,1,1,2];
const array3 = [2,3,3,3,3,3,3,1,2,3,1];

解決のアプローチ

この問題を解くための手順は以下の通りです。

• 転置（transpose）処理： 複数の配列を、同じインデックスの要素が同じ行に集まるように変換します。これにより、各位置ごとの比較対象がグループ化されます。
• ランク計算： 各グループ内の値を降順にソートし、Mapを使って重複する値には同じ順位を割り当てながら、それぞれの値の順位を決定します。
• 再転置： 計算した順位を元の配列構造に戻すために、再度転置を行います。

コード例

以下がその実装コードです。

const array1 = [10,23,53,74,33,56,6,0,43,45,11];
const array2 = [52,46,27,28,4,11,53,6,75,75,22];
const array3 = [26,18,10,12,31,12,5,8,44,34,65];

// 配列を行と列を入れ替えるように変換する関数
const transpose = (rank, arr) => {
   return arr.map((el, ind) => {
      return [...(rank[ind] || []), el];
   });
};

// 各グループ内の値に対して降順のランクを割り当てる関数
const ranks = arr => {
   return arr.map(
      Map.prototype.get,
      [...arr]
      .sort((a, b) => b - a)
      .reduce((r => (m, v) => m.set(v, (r++, m.get(v)) || r))(0), new Map)
   );
};

// 全体の処理を組み合わせるメイン関数
const findRanks = (...arrs) => {
   return arrs
   .reduce(transpose, [])
   .map(ranks)
   .reduce(transpose, []);
};

console.log(findRanks(array1, array2, array3));

コードの解説

transpose関数は、reduceと組み合わせて使うことで、複数の配列を「同じインデックスの要素が縦に並ぶ」形式へ変換します。これにより、例えば最初の要素同士（10、52、26）がひとつのグループになります。

ranks関数では、各グループのコピーを降順にソートし、Mapオブジェクトを使って「値 → 順位」の対応表を作成しています。この実装では、同点の値にも連続した番号が振られる点に注意してください。最後にfindRanks関数が、転置→ランク計算→再転置の一連の流れを実行し、元の配列と同じ形状でランク付きの結果を返します。

出力結果

コンソールには次の出力が表示されます。

[
 [
   3, 2, 1, 1, 1,
   1, 2, 3, 3, 2,
   3
 ],
 [
   1, 1, 2, 2, 3,
   3, 1, 2, 1, 1,
   2
 ],
 [
   2, 3, 3, 3, 2,
   2, 3, 1, 2, 3,
   1
 ]
]

このように、各配列の各要素が、同じ位置にある他の配列の要素と比較した際の順位（降順）に置き換えられています。この手法は、配列の数や長さが変わっても汎用的に動作するため、さまざまなデータ比較のシーンで応用できます。