在数组中查找最接近的值

本文关键字：最接近 查找 数组 | 更新日期: 2023-09-27 18:31:04

int[] array = new int[5]{5,7,8,15,20};
int TargetNumber = 13;

对于目标数字，我想找到数组中最接近的数字。例如，当目标数字为 13 时，上面数组中最接近它的数字是 15。如何在 C# 中以编程方式实现这一点？

在数组中查找最接近的值

编辑：调整了下面的查询以转换为使用long算术，以便我们避免溢出问题。

我可能会使用 MoreLINQ 的 MinBy 方法：

var nearest = array.MinBy(x => Math.Abs((long) x - targetNumber));

或者你可以只使用：

var nearest = array.OrderBy(x => Math.Abs((long) x - targetNumber)).First();

。但这会对整个集合进行排序，而您真的不需要。诚然，对于一个小数组来说不会有太大区别......但与描述你实际想要做的事情相比，它感觉不太对：根据某个函数找到具有最小值的元素。

请注意，如果数组为空，则这两个都将失败，因此您应该先检查一下。

如果您使用的是 .Net 3.5 或更高版本，LINQ 可以在此处为您提供帮助：

var closest = array.OrderBy(v => Math.Abs((long)v - targetNumber)).First();

或者，您可以编写自己的扩展方法：

public static int ClosestTo(this IEnumerable<int> collection, int target)
{
    // NB Method will return int.MaxValue for a sequence containing no elements.
    // Apply any defensive coding here as necessary.
    var closest = int.MaxValue;
    var minDifference = int.MaxValue;
    foreach (var element in collection)
    {
        var difference = Math.Abs((long)element - target);
        if (minDifference > difference)
        {
            minDifference = (int)difference;
            closest = element;
        }
    }
    return closest;
}

像这样可用：

var closest = array.ClosestTo(targetNumber);

乔恩和里奇都给出了很好的答案，MinBy和ClosestTo。 但是，如果您打算查找单个元素，我永远不会建议您使用OrderBy。 对于这类任务来说，效率太低了。 它只是工作的错误工具。

这里有一种性能略好于MinBy的技术，已经包含在.NET框架中，但不如MinBy优雅：Aggregate 

var nearest = array.Aggregate((current, next) => Math.Abs((long)current - targetNumber) < Math.Abs((long)next - targetNumber) ? current : next);

正如我所说，不像乔恩的方法那么优雅，但可行。

我的计算机上的性能：

  1. 对于（每个）循环 = 最快
  2. 聚合 = 比循环慢 2.5 倍
  3. MinBy = 比循环慢 3.5 倍
  4. 排序方式 = 比循环慢 12 倍

几年前我在 Math.NET Numerics https://numerics.mathdotnet.com/中发现了这种非常性感的方法，该方法适用于数组中的BinarySearch。这对准备插值和工作到 .Net 2.0 很有帮助：

public static int LeftSegmentIndex(double[] array, double t)
{
    int index = Array.BinarySearch(array, t);
    if (index < 0)
    {
        index = ~index - 1;
    }
    return Math.Min(Math.Max(index, 0), array.Length - 2);
}

如果需要查找最接近平均值的值

非常开放的风格

public static double Miidi(double[] list)
{
    bool isEmpty = !list.Any();
    if (isEmpty)
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        double avg = list.Average();
        double closest = 100;
        double shortest = 100;
        {
            for ( int i = 0; i < list.Length; i++)
            {
                double lgth = list[i] - avg;
                if (lgth < 0)
                {
                    lgth = lgth - (2 * lgth);
                }
                else
                    lgth = list[i] - avg;
                if (lgth < shortest)
                {
                    shortest = lgth;
                    closest = list[i];
                }
            }
        }
        return closest;
    }
}

性能明智的自定义代码将更有用。 

public static int FindNearest(int targetNumber, IEnumerable<int> collection) {
    var results = collection.ToArray();
    int nearestValue;
    if (results.Any(ab => ab == targetNumber))
        nearestValue = results.FirstOrDefault(i => i == targetNumber);
    else{
        int greaterThanTarget = 0;
        int lessThanTarget = 0;
        if (results.Any(ab => ab > targetNumber)) {
            greaterThanTarget = results.Where(i => i > targetNumber).Min();
        }
        if (results.Any(ab => ab < targetNumber)) {
            lessThanTarget = results.Where(i => i < targetNumber).Max();
        }
        if (lessThanTarget == 0) {
            nearestValue = greaterThanTarget;
        }
        else if (greaterThanTarget == 0) {
            nearestValue = lessThanTarget;
        }
        else if (targetNumber - lessThanTarget < greaterThanTarget - targetNumber) {
            nearestValue = lessThanTarget;
        }
        else {
            nearestValue = greaterThanTarget;
        }
    }
    return nearestValue;
}
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