JavaScriptで配列内の隣接する要素のペアのうち、合計が最小となるペアを見つける方法

はじめに

本記事では、数値の配列を受け取り、隣接する2つの要素で構成されるサブ配列のうち、その合計が配列内のすべての隣接ペアの中で最も小さいものを返すJavaScript関数の作成方法を解説します。

問題の概要

要件は以下の通りです。

• 引数として数値の配列を受け取ること
• 元の配列から隣接する2要素のペアを取り出し、その合計が他のすべての隣接ペアの合計よりも小さい場合に、そのペアを返すこと
• 配列の長さが2未満の場合は、ブール値 false を返すこと

具体例

たとえば、次の入力配列を考えてみましょう。

const arr = [41, 44, -12, 13, -23, 1, 5, -4, 2, 2];

この配列において、ペア [-23, 1] の合計は -22 となり、これは配列内のどの隣接する2要素の合計よりも小さい値です。したがって、この関数は [-23, 1] を返す必要があります。

実装コード

この問題を解決するためのコードは以下の通りです。

const arr = [41, 44, -12, 13, -23, 1, 5, -4, 2, 2];
const leastSum = arr => {
    if(arr.length <= 2){
        return false;
    };
    const creds = arr.reduce((acc, val, ind) => {
        let { smallest, startIndex } = acc;
        const next = arr[ind+1] ;
        if(!next){
            return acc;
        }
        const sum = val + next;
        if(sum < smallest){
            startIndex = ind;
            smallest = sum;
        };
        return { startIndex, smallest };
    }, {
        smallest: Infinity,
        startIndex: -1
    });
    const { startIndex } = creds;
    return [arr[startIndex], arr[startIndex + 1]];
};
console.log(leastSum(arr));

コンソール出力

上記のコードを実行すると、コンソールには以下の出力が表示されます。

[-23, 1]

コードの解説

この実装のポイントは以下の通りです。

• ガード句によるチェック： 配列の長さが2以下の場合は、隣接ペアを作れない（または意味がない）ため、即座に false を返します。
• reduce() メソッドによる走査： Array.prototype.reduce() を使って配列を1回だけ走査します。各要素について、その次の要素（arr[ind + 1]）との合計を計算します。末尾の要素には「次の要素」が存在しないため、その時点で累積結果をそのまま返して処理をスキップします。
• 最小値の追跡： 初期値として smallest に Infinity を設定しているため、最初の比較で必ず更新されます。現在の合計がこれまでの最小値より小さければ、開始インデックス（startIndex）と最小値を更新します。
• 結果の返却： 走査が完了した後、記録された startIndex を利用して、最小の合計を持つ隣接する2要素を配列として返します。

このアルゴリズムの時間計算量は O(n)、空間計算量は O(1) であり、配列を一度の走査で効率的に処理できる点が特徴です。