如何在 JavaScript 中高效检测多个数值区间是否存在重叠

如何在 JavaScript 中高效检测多个数值区间是否存在重叠

本文介绍一种简洁、可靠且时间复杂度可控的方法,用于判断任意数量的 `[start, end]` 数值区间数组中是否存在任意两个区间重叠,并提供可直接复用的 typescript/javascript 实现与关键注意事项。

前端开发(尤其是 Angular 等框架中)处理时间轴、资源调度、表单校验等场景时,常需验证用户输入或业务生成的一组数值区间(如 [5, 10]、[9, 14])是否互不重叠。看似简单的问题,若逻辑疏漏,极易因边界条件(如端点相接、完全包含、反向区间)导致误判。

最直观且健壮的区间重叠判定逻辑是:两个闭区间 [a, b] 和 [c, d] 重叠 ⇔ a ≤ d && c ≤ b
该公式源于集合交集非空的数学定义,覆盖所有重叠情形(部分重叠、完全包含、端点相切),且无需区分谁先谁后,也无需额外排序。

以下是推荐的实现方案(TypeScript,兼容纯 JavaScript):

/**
 * 判断两个闭区间 [start1, end1] 和 [start2, end2] 是否重叠
 * @returns true 表示存在重叠(含端点相接,如 [1,3] 与 [3,5] 视为重叠)
 */
function rangesOverlap(
  [start1, end1]: [number, number],
  [start2, end2]: [number, number]
): boolean {
  return start1 <= end2 && start2 <= end1;
}

/**
 * 检查整个区间数组中是否存在任意两个区间重叠
 * 时间复杂度:O(n²),适用于中小规模数据(n < 1000)
 * @returns true 表示存在至少一对重叠区间
 */
function hasOverlappingRanges(ranges: [number, number][]): boolean {
  if (ranges.length < 2) return false;

  for (let i = 0; i < ranges.length; i++) {
    for (let j = i + 1; j < ranges.length; j++) {
      if (rangesOverlap(ranges[i], ranges[j])) {
        return true;
      }
    }
  }
  return false;
}

// 使用示例
const rangeArr = [[5, 10], [15, 20], [9, 14]];
console.log(hasOverlappingRanges(rangeArr)); // true —— [5,10] 与 [9,14] 重叠

// 其他测试用例
console.log(hasOverlappingRanges([[1, 3], [4, 6]]));     // false(无重叠)
console.log(hasOverlappingRanges([[1, 3], [3, 6]]));     // true(端点相接,默认视为重叠)
console.log(hasOverlappingRanges([[1, 5], [2, 3]]));     // true(完全包含)

关键优势

  • 逻辑极简:仅一行核心判断,避免嵌套条件与重复计算;
  • 语义清晰:start1
  • 边界安全:天然支持闭区间语义(端点重合即算重叠),符合大多数业务需求;
  • 可扩展性强:如需返回具体重叠对或索引,只需微调 hasOverlappingRanges 的返回值结构。

⚠️ 注意事项

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  • 若业务要求端点相接不算重叠(例如 [1,3] 和 [3,5] 应视为不重叠),请将判断改为严格不等式:start1
  • 若区间数据量极大(如 > 5000 条),建议先按 start 排序,再使用一次遍历的扫描线算法(O(n log n)),但对绝大多数前端场景,O(n²) 已足够高效;
  • 务必确保输入区间满足 start ≤ end,否则需预处理校验或抛出错误。

总结:摒弃复杂循环嵌套与冗余条件,回归数学本质——用 a ≤ d && c ≤ b 一招判定两区间关系,再辅以双层遍历,即可获得清晰、健壮、易维护的重叠检测方案。

https://www.php.cn/faq/2023824.html

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