Sommare le colonne di una matrice in JavaScript

La manipolazione di matrici è un'abilità cruciale nella programmazione, specialmente in linguaggi flessibili come JavaScript, dove le strutture dati come le matrici possono essere utilizzate per una vasta gamma di applicazioni.

Un'operazione comune e fondamentale nel lavoro con le matrici è la somma degli elementi di ciascuna colonna. Questo processo può essere essenziale in contesti quali l'analisi di dati, l'elaborazione di segnali, la grafica computerizzata, e oltre.

Una matrice in JavaScript è rappresentata come un array di array, dove ogni array interno rappresenta una riga della matrice. La somma delle colonne di una matrice implica l'addizione degli elementi di ciascuna colonna attraverso le varie righe. Ad esempio, data la seguente matrice 3x3:

let matrix = [
  [1, 2, 3],
  [4, 5, 6],
  [7, 8, 9]
];

La somma della prima colonna è 12 (1+4+7), della seconda è 15 (2+5+8), e della terza è 18 (3+6+9).

Metodi per sommare le colonne di una matrice

Esploreremo due metodi principali per sommare le colonne di una matrice in JavaScript: l'utilizzo di cicli annidati e un approccio funzionale che sfrutta i metodi di array come map e reduce.

Utilizzo di cicli annidati

Il modo più diretto per sommare gli elementi di ogni colonna è attraverso l'uso di cicli annidati. Tuttavia, a differenza della somma delle righe, qui il ciclo esterno itera sulle colonne mentre il ciclo interno itera sulle righe.

function sommaColonne(matrix) {
  let somme = new Array(matrix[0].length).fill(0);
  for (let j = 0; j < matrix[0].length; j++) {
    for (let i = 0; i < matrix.length; i++) {
      somme[j] += matrix[i][j];
    }
  }
  return somme;
}

In questo esempio, inizializziamo un array somme per contenere la somma di ciascuna colonna. Iteriamo quindi su ogni colonna e, per ciascuna colonna, sommiamo gli elementi attraverso tutte le righe.

Approccio funzionale con il metodo reduce

Per un approccio più moderno e conciso, possiamo utilizzare il metodo reduce insieme a map. Questo metodo funzionale consente di eseguire la somma in modo più dichiarativo, sfruttando le capacità espressive di JavaScript ES6.

function sommaColonneFunc(matrix) {
  return matrix[0].map((_, colIndex) => matrix.reduce((acc, currRow) => acc + currRow[colIndex], 0));
}

In questo frammento, utilizziamo map per iterare su ogni colonna (usando l'array della prima riga come riferimento). Per ogni colonna, reduce itera su ogni riga della matrice, sommando gli elementi di quella colonna. Il parametro _ in map è un segnaposto che indica che il valore dell'elemento corrente non viene utilizzato; ci interessa solo l'indice (colIndex).

Considerazioni sulla performance

I due metodi descritti hanno performance comparabili per matrici di piccole dimensioni. Tuttavia, per matrici molto grandi, il metodo con cicli annidati può avere prestazioni leggermente migliori a causa della minore overhead funzionale. La scelta tra i due approcci dipenderà dalle specifiche esigenze di performance, leggibilità e stile di codifica.

Sommando le colonne di una matrice in JavaScript, gli sviluppatori possono manipolare dati complessi in modo efficiente e espressivo. Che si scelga un approccio imperativo con cicli annidati o uno più dichiarativo con metodi di array, l'importante è comprendere il funzionamento interno e le implicazioni di performance di ciascun metodo.