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Lodash的数学计算方法有哪些？如何使用它们进行数值处理？

2月18日 22:01

Lodash提供了丰富的数学计算方法，以下是关于Lodash数学计算的详细解答：

Lodash数学计算概述

Lodash的数学计算方法提供了各种数值处理功能，包括求和、平均值、最大值、最小值等。

1. 基本数学计算

_.sum(array)

计算数组中所有元素的和。

javascript
_.sum([4, 2, 8, 6]);
// => 20

_.sum([1, 2, 3, 4, 5]);
// => 15

// 处理对象数组
var objects = [{ 'n': 4 }, { 'n': 2 }, { 'n': 8 }, { 'n': 6 }];
_.sumBy(objects, 'n');
// => 20

// 使用函数计算
var objects = [{ 'a': 1 }, { 'a': 2 }, { 'a': 3 }];
_.sumBy(objects, function(o) { return o.a; });
// => 6

_.mean(array)

计算数组中所有元素的平均值。

javascript
_.mean([4, 2, 8, 6]);
// => 5

_.mean([1, 2, 3, 4, 5]);
// => 3

// 处理对象数组
var objects = [{ 'n': 4 }, { 'n': 2 }, { 'n': 8 }, { 'n': 6 }];
_.meanBy(objects, 'n');
// => 5

// 使用函数计算
var objects = [{ 'a': 1 }, { 'a': 2 }, { 'a': 3 }];
_.meanBy(objects, function(o) { return o.a; });
// => 2

_.max(array)

获取数组中的最大值。

javascript
_.max([4, 2, 8, 6]);
// => 8

// 处理对象数组
var objects = [{ 'n': 4 }, { 'n': 2 }, { 'n': 8 }, { 'n': 6 }];
_.maxBy(objects, 'n');
// => { 'n': 8 }

// 使用函数计算
var objects = [{ 'a': 1 }, { 'a': 2 }, { 'a': 3 }];
_.maxBy(objects, function(o) { return o.a; });
// => { 'a': 3 }

// 处理空数组
_.max([]);
// => undefined

_.min(array)

获取数组中的最小值。

javascript
_.min([4, 2, 8, 6]);
// => 2

// 处理对象数组
var objects = [{ 'n': 4 }, { 'n': 2 }, { 'n': 8 }, { 'n': 6 }];
_.minBy(objects, 'n');
// => { 'n': 2 }

// 使用函数计算
var objects = [{ 'a': 1 }, { 'a': 2 }, { 'a': 3 }];
_.minBy(objects, function(o) { return o.a; });
// => { 'a': 1 }

// 处理空数组
_.min([]);
// => undefined

2. 数值范围操作

_.clamp(number, [lower], upper)

将数值限制在指定范围内。

javascript
_.clamp(-10, -5, 5);
// => -5

_.clamp(10, -5, 5);
// => 5

_.clamp(0, -5, 5);
// => 0

// 实际应用：限制数值范围
function ensureValidPercentage(value) {
  return _.clamp(value, 0, 100);
}

ensureValidPercentage(150);
// => 100

ensureValidPercentage(-20);
// => 0

ensureValidPercentage(50);
// => 50

_.inRange(number, [start=0], end)

检查数值是否在指定范围内。

javascript
_.inRange(3, 2, 4);
// => true

_.inRange(4, 8);
// => true

_.inRange(4, 2);
// => false

_.inRange(2, 2);
// => false

_.inRange(1.2, 2);
// => true

// 实际应用：验证数值范围
function isValidAge(age) {
  return _.inRange(age, 18, 65);
}

isValidAge(25);
// => true

isValidAge(17);
// => false

isValidAge(70);
// => false

3. 随机数生成

_.random([lower=0], [upper=1], [floating])

生成指定范围内的随机数。

javascript
_.random(0, 5);
// => 0 到 5 之间的整数

_.random(5);
// => 0 到 5 之间的整数

_.random(5, true);
// => 0 到 5 之间的浮点数

_.random(1.2, 5.2);
// => 1.2 到 5.2 之间的浮点数

// 实际应用：生成随机ID
function generateRandomId() {
  return _.random(100000, 999999);
}

generateRandomId();
// => 123456

// 实际应用：生成随机颜色
function generateRandomColor() {
  const r = _.random(0, 255);
  const g = _.random(0, 255);
  const b = _.random(0, 255);
  return `rgb(${r}, ${g}, ${b})`;
}

generateRandomColor();
// => 'rgb(123, 45, 67)'

4. 数值舍入

_.ceil(number, [precision=0])

向上舍入数值。

javascript
_.ceil(4.006);
// => 5

_.ceil(6.004, 2);
// => 6.01

_.ceil(6040, -2);
// => 6100

// 实际应用：价格向上取整
function calculateTotalPrice(price, quantity) {
  return _.ceil(price * quantity, 2);
}

calculateTotalPrice(19.99, 3);
// => 59.97

_.floor(number, [precision=0])

向下舍入数值。

javascript
_.floor(4.006);
// => 4

_.floor(0.046, 2);
// => 0.04

_.floor(4060, -2);
// => 4000

// 实际应用：价格向下取整
function calculateDiscountedPrice(price, discount) {
  return _.floor(price * (1 - discount), 2);
}

calculateDiscountedPrice(100, 0.15);
// => 85.00

_.round(number, [precision=0])

四舍五入数值。

javascript
_.round(4.006);
// => 4

_.round(4.006, 2);
// => 4.01

_.round(4060, -2);
// => 4100

// 实际应用：标准舍入
function roundToNearest(value, nearest) {
  return _.round(value / nearest) * nearest;
}

roundToNearest(123, 10);
// => 120

roundToNearest(127, 10);
// => 130

5. 数值转换

_.toInteger(value)

将值转换为整数。

javascript
_.toInteger(3.2);
// => 3

_.toInteger(Number.MIN_VALUE);
// => 0

_.toInteger(Infinity);
// => 1.7976931348623157e+308

_.toInteger('3.2');
// => 3

_.toInteger(null);
// => 0

_.toLength(value)

将值转换为适合作为类数组对象长度的整数。

javascript
_.toLength(3.2);
// => 3

_.toLength(Number.MIN_VALUE);
// => 0

_.toLength(Infinity);
// => 4294967295

_.toLength('3.2');
// => 3

_.toLength(null);
// => 0

_.toNumber(value)

将值转换为数字。

javascript
_.toNumber('3.2');
// => 3.2

_.toNumber(Number.MIN_VALUE);
// => 5e-324

_.toNumber(Infinity);
// => Infinity

_.toNumber('0b111110111');
// => 495

_.toNumber('0o767');
// => 503

_.toFinite(value)

将值转换为有限数字。

javascript
_.toFinite(3.2);
// => 3.2

_.toFinite(Number.MIN_VALUE);
// => 5e-324

_.toFinite(Infinity);
// => 1.7976931348623157e+308

_.toFinite('3.2');
// => 3.2

_.toFinite(NaN);
// => 0

6. 数值比较

_.maxBy(array, [iteratee])

根据迭代器函数获取数组中的最大值。

javascript
var objects = [{ 'n': 1 }, { 'n': 2 }];

_.maxBy(objects, function(o) { return o.n; });
// => { 'n': 2 }

_.maxBy(objects, 'n');
// => { 'n': 2 }

// 实际应用：查找最高分的学生
var students = [
  { name: 'Alice', score: 85 },
  { name: 'Bob', score: 92 },
  { name: 'Charlie', score: 78 }
];

var topStudent = _.maxBy(students, 'score');
// => { name: 'Bob', score: 92 }

_.minBy(array, [iteratee])

根据迭代器函数获取数组中的最小值。

javascript
var objects = [{ 'n': 1 }, { 'n': 2 }];

_.minBy(objects, function(o) { return o.n; });
// => { 'n': 1 }

_.minBy(objects, 'n');
// => { 'n': 1 }

// 实际应用：查找最低分的学生
var students = [
  { name: 'Alice', score: 85 },
  { name: 'Bob', score: 92 },
  { name: 'Charlie', score: 78 }
];

var lowestStudent = _.minBy(students, 'score');
// => { name: 'Charlie', score: 78 }

实际应用示例

统计分析

javascript
class StatisticsCalculator {
  static calculateStatistics(numbers) {
    if (_.isEmpty(numbers)) {
      return null;
    }

    return {
      sum: _.sum(numbers),
      mean: _.mean(numbers),
      min: _.min(numbers),
      max: _.max(numbers),
      range: _.max(numbers) - _.min(numbers),
      median: this.calculateMedian(numbers),
      variance: this.calculateVariance(numbers),
      standardDeviation: this.calculateStandardDeviation(numbers)
    };
  }

  static calculateMedian(numbers) {
    const sorted = _.sortBy(numbers);
    const mid = Math.floor(sorted.length / 2);
    
    if (sorted.length % 2 === 0) {
      return (sorted[mid - 1] + sorted[mid]) / 2;
    } else {
      return sorted[mid];
    }
  }

  static calculateVariance(numbers) {
    const mean = _.mean(numbers);
    const squaredDifferences = _.map(numbers, num => Math.pow(num - mean, 2));
    return _.mean(squaredDifferences);
  }

  static calculateStandardDeviation(numbers) {
    const variance = this.calculateVariance(numbers);
    return Math.sqrt(variance);
  }
}

// 使用示例
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];
const stats = StatisticsCalculator.calculateStatistics(numbers);
console.log(stats);
// => {
//      sum: 55,
//      mean: 5.5,
//      min: 1,
//      max: 10,
//      range: 9,
//      median: 5.5,
//      variance: 8.25,
//      standardDeviation: 2.8722813232690143
//    }

价格计算

javascript
class PriceCalculator {
  static calculateSubtotal(items) {
    return _.sumBy(items, item => item.price * item.quantity);
  }

  static calculateTax(subtotal, taxRate) {
    return _.round(subtotal * taxRate, 2);
  }

  static calculateDiscount(subtotal, discountRate) {
    return _.floor(subtotal * discountRate, 2);
  }

  static calculateTotal(subtotal, tax, discount) {
    return _.ceil(subtotal + tax - discount, 2);
  }

  static calculateOrderTotal(items, taxRate, discountRate) {
    const subtotal = this.calculateSubtotal(items);
    const tax = this.calculateTax(subtotal, taxRate);
    const discount = this.calculateDiscount(subtotal, discountRate);
    const total = this.calculateTotal(subtotal, tax, discount);

    return {
      subtotal,
      tax,
      discount,
      total
    };
  }
}

// 使用示例
const cartItems = [
  { name: 'Product A', price: 19.99, quantity: 2 },
  { name: 'Product B', price: 29.99, quantity: 1 },
  { name: 'Product C', price: 9.99, quantity: 3 }
];

const orderTotal = PriceCalculator.calculateOrderTotal(cartItems, 0.08, 0.10);
console.log(orderTotal);
// => {
//      subtotal: 89.95,
//      tax: 7.20,
//      discount: 8.99,
//      total: 88.16
//    }

数据验证

javascript
class DataValidator {
  static validateNumber(value, min = -Infinity, max = Infinity) {
    const number = _.toNumber(value);
    
    if (_.isNaN(number)) {
      return { valid: false, error: 'Invalid number' };
    }
    
    if (!_.inRange(number, min, max + 1)) {
      return { valid: false, error: `Number must be between ${min} and ${max}` };
    }
    
    return { valid: true, value: number };
  }

  static validatePercentage(value) {
    const number = _.toNumber(value);
    
    if (_.isNaN(number)) {
      return { valid: false, error: 'Invalid percentage' };
    }
    
    const clamped = _.clamp(number, 0, 100);
    
    if (clamped !== number) {
      return { valid: true, value: clamped, warning: 'Percentage was clamped to valid range' };
    }
    
    return { valid: true, value: number };
  }

  static validateAge(age) {
    const result = this.validateNumber(age, 0, 150);
    
    if (!result.valid) {
      return result;
    }
    
    if (result.value < 18) {
      return { valid: false, error: 'Must be at least 18 years old' };
    }
    
    return result;
  }
}

// 使用示例
console.log(DataValidator.validateNumber(25, 0, 100));
// => { valid: true, value: 25 }

console.log(DataValidator.validateNumber(150, 0, 100));
// => { valid: false, error: 'Number must be between 0 and 100' }

console.log(DataValidator.validatePercentage(85));
// => { valid: true, value: 85 }

console.log(DataValidator.validatePercentage(150));
// => { valid: true, value: 100, warning: 'Percentage was clamped to valid range' }

console.log(DataValidator.validateAge(25));
// => { valid: true, value: 25 }

console.log(DataValidator.validateAge(17));
// => { valid: false, error: 'Must be at least 18 years old' }

随机数据生成

javascript
class RandomDataGenerator {
  static generateRandomNumber(min, max, precision = 0) {
    const number = _.random(min, max, precision > 0);
    return precision > 0 ? _.round(number, precision) : number;
  }

  static generateRandomArray(length, min, max, precision = 0) {
    return _.times(length, () => this.generateRandomNumber(min, max, precision));
  }

  static generateRandomScore(min = 0, max = 100) {
    return this.generateRandomNumber(min, max, 0);
  }

  static generateRandomPrice(min = 0, max = 1000) {
    return this.generateRandomNumber(min, max, 2);
  }

  static generateRandomPercentage(min = 0, max = 100) {
    return this.generateRandomNumber(min, max, 1);
  }
}

// 使用示例
console.log(RandomDataGenerator.generateRandomNumber(1, 100));
// => 42

console.log(RandomDataGenerator.generateRandomArray(5, 1, 100));
// => [23, 67, 45, 89, 12]

console.log(RandomDataGenerator.generateRandomScore());
// => 85

console.log(RandomDataGenerator.generateRandomPrice(10, 100));
// => 45.67

console.log(RandomDataGenerator.generateRandomPercentage());
// => 67.5

总结

Lodash的数学计算方法包括：

  1. 基本数学计算：

    • _.sum() - 计算和
    • _.mean() - 计算平均值
    • _.max() - 获取最大值
    • _.min() - 获取最小值

  2. 数值范围操作：

    • _.clamp() - 限制数值范围
    • _.inRange() - 检查数值是否在范围内

  3. 随机数生成：

    • _.random() - 生成随机数

  4. 数值舍入：

    • _.ceil() - 向上舍入
    • _.floor() - 向下舍入
    • _.round() - 四舍五入

  5. 数值转换：

    • _.toInteger() - 转换为整数
    • _.toLength() - 转换为长度整数
    • _.toNumber() - 转换为数字
    • _.toFinite() - 转换为有限数字

  6. 数值比较：

    • _.maxBy() - 根据迭代器获取最大值
    • _.minBy() - 根据迭代器获取最小值

这些方法可以单独使用，也可以组合使用，提供强大的数值处理能力。在实际开发中，它们常用于统计分析、价格计算、数据验证、随机数据生成等场景。

标签：Lodash
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