JavaScriptで配列内の正負が対応しない唯一の数値を見つける方法

問題の概要

整数の配列を受け取るJavaScript関数を作成する必要があります。この配列には、各数値に対して必ず正負が反転したペア(相方となる数値)が存在します。ただし、例外的に1つの数値だけは、そのペアとなる数値が配列内に存在しません。

私たちのタスクは、そのペアを持たない唯一の数値を見つけ出して返すことです。

解決のアプローチ

この問題は、配列内のすべての数値を合計し、正負それぞれの出現回数の差を利用することで効率的に解けます。

考え方は以下の通りです。

• 配列内の全要素を合計します。
• 同時に、正の数(0以上)が出たらカウントを+1、負の数が出たら-1していきます。
• 最終的に、合計値を「正負のカウント差の絶対値」で割ると、ペアのない数値が求まります。

これは、対応する正負のペア同士は合計すると0になる(互いに打ち消し合う)という性質を利用した賢い手法です。ペアを持たない数値だけが残り、それが答えになります。

コード例

実際のコードを見てみましょう。

const arr = [1, -1, 2, -2, 3];
const findOddNumber = (arr = []) => {
    let count = 0;
    let number = arr.reduce((total, num) => {
        if (num >= 0)
            count++
        else
            count--
        return total + num;
    }, 0)
    return number / Math.abs(count);
};
console.log(findOddNumber(arr));

コードの解説

• reduceメソッド: 配列の各要素に対して処理を行いながら、合計値(total)を累積していきます。
• count変数: 正の数ならインクリメント(+1)、負の数ならデクリメント(-1)され、最終的に正負の数の差が記録されます。
• Math.abs(count): カウント差の絶対値を求めます。上記の例では、正の数が3個(1, 2, 3)、負の数が2個(-1, -2)なので、countは1になります。
• number / Math.abs(count): 合計値3を絶対値1で割ると、答えの3が得られます。

出力結果

3

配列 [1, -1, 2, -2, 3] の場合、-3 が存在しないため、関数は 3 を返します。期待通りの結果です。

まとめ

この手法を使えば、ループを1回走らせるだけで(O(n))、ペアのない数値を効率的に特定できます。追加の配列やオブジェクトを用意する必要がないため、メモリ面でも優れた解法です。ぜひ実務やコーディングテストの参考にしてください。