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競技プログラミング風 C++問題集【第6回】
2021.01.13
Lv3

競技プログラミング風 C++問題集【第6回】

目次

数値ローテイト(難易度:★★☆☆☆)

問題

引数で与えられたint型数値の最上桁の数字(1~9)を最下位桁に移動する関数 int rotate(int n) を実装しなさい。
ただし、0 <= n < 100,000,000 とし、範囲外の場合は -1 を返すものとする。

例えば、1234 が与えられると 2341 を、1020 が与えられると 201 を、7 が与えられると 7 を返す。

#include <iostream>       //  標準入出力ライブラリ
#include <string>
using namespace std;    //  std 名前空間使用
#define DO_TEST(exp)    do_test(exp, __LINE__)
void do_test(bool b, int line) {
    if( b ) return;     //  OK
    cout << "\nNG at line " << line << "\n";
    exit(1);
}
int rotate(int n) {
    //  ToDo: ここにnの各桁の数字をローテイトした値を返すコードを記述
    return 0;
}
int main() {
    DO_TEST( rotate(1234567) == 2345671 );
    DO_TEST( rotate(1020) == 201 );
    DO_TEST( rotate(9) == 9 );
    DO_TEST( rotate(-1234) == -1 );
    DO_TEST( rotate(100000000) == -1 );
    cout << "\nGood Job!\n";
    return 0;
}
ヒント

・各桁をローテイトするには、数値をひとまず文字列に変換するといいぞ。
・数値→文字列変換には string to_string(int) を使うといいぞ。
・文字列の先頭文字は str.front() または str[0] で取り出せるぞ。
・文字列の先頭文字を削除するには str.erase(str.begin()) とするといいぞ。
・文字列に文字 ch を追加するには str + ch または str.push_back(ch) だぞ。
・または、for文を使って、自分で文字をローテイトしてもOKだぞ。
・最後にローテイトされた文字列を int atoi(const char* str) 使って数値に変換し、それを返すんだぞ。

解答例
int rotate(int n) {
    if (n < 0 || n >= 100000000) return -1;
    auto t = to_string(n);  //  数値→文字列変換
    auto d = t.front();     //  先頭文字を取得
    t.erase(t.begin());     //  先頭文字削除
    t += d;                 //  元の先頭文字を末尾に追加
    return atoi(&t[0]);     //  ローテイトされた文字列を数値に変換
}
解説

最初に n の範囲をチェックし、範囲外であれば -1 を返す。
数値の各桁をローテイトするには、いったん文字列に変換した方が楽なので、string to_string(int) を使って文字列に変換する。 次に、for文を使って自前で文字をローテイトしてもよいのだが、回答例のように、先頭文字をいったん取得・削除し、 元の先頭文字を末尾に追加するとよい。
で。最後にローテイトされた文字列を int atoi(const char*) を使って数値に変換するとよい。

あみだくじ(難易度:★★★☆☆)

問題

下図のように、左側からスタートし、右側にゴールする「あみだくじ」を考える。

競技プログラミング風C++問題集【第6回】_01

‘-‘, ‘+’, ‘|’, ‘ ‘ 文字で構成される、あみだくじを表す文字列配列と、 何番目の線からスタートするかを引数で与えられ、何番目の線にゴールするかを返す関数 int amida(const vector<string>& lines, int n) を実装しなさい。
ただし、線の番号は 0 オリジン(最初の線が0番)とし、線番号 n は偶数のみが与えられるものとする。

例えば、上図の場合は、0 → 2, 2 → 4, 4 → 0 となる。

また、下図のように偶数ラインに ‘|’ があり、その上下に ‘|’ がある場合は、上下がつながっているとみなし、 上下・左右方向のそれぞれの線はつながっていない(立体交差している)ものとする。 なので、下図の場合は、0 → 4, 2 → 2, 4 → 0 となる。

競技プログラミング風C++問題集【第6回】_02

なお、あみだくじ文字列は常に正常なものが与えられるものとし、それが不正な場合の処理は特に行わなくてよいものとする。
ただし、n が不正な場合は -1 を返すものとする。

#include <iostream>       //  標準入出力ライブラリ
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;    //  std 名前空間使用
#define DO_TEST(exp)    do_test(exp, __LINE__)
void do_test(bool b, int line) {
    if( b ) return;     //  OK
    cout << "\nNG at line " << line << "\n";
    exit(1);
}
int amida(const vector<string>& lines, int n) {
    //  ToDo: ここにコードを記述し、あみだくじの結果を返すように
    return 0;
}
int main() {
    vector<string> a1 = {
            "-+----+---",
            " |    |   ",
            "-+--+-+-+-",
            "    |   | ",
            "----+---+-"};
    DO_TEST( amida(a1, -1) == -1 );
    DO_TEST( amida(a1, 0) == 2 );
    DO_TEST( amida(a1, 1) == -1 );
    DO_TEST( amida(a1, 2) == 4 );
    DO_TEST( amida(a1, 3) == -1 );
    DO_TEST( amida(a1, 4) == 0 );
    DO_TEST( amida(a1, 5) == -1 );
    vector<string> a2 = {
            "----+-----",
            "    |     ",
            "----|-----",
            "    |     ",
            "----+-----"};
    DO_TEST( amida(a2, 0) == 4 );
    DO_TEST( amida(a2, 2) == 2 );
    DO_TEST( amida(a2, 4) == 0 );
    vector<string> a3 = {
            "-----+-----",
            "     |     ",
            "--+--|--+--",
            "  |  |  |  ",
            "--+--|--|--",
            "     |  |  ",
            "-----+--+--"};
    DO_TEST( amida(a3, 0) == 2 );
    DO_TEST( amida(a3, 2) == 4 );
    DO_TEST( amida(a3, 4) == 6 );
    DO_TEST( amida(a3, 6) == 0 );
    cout << "\nGood Job!\n";
    return 0;
}
ヒント

・あみだくじのデータは lines 配列に文字列で入っているので、lines[n] を最初からたどっていくといいぞ。
・for文でカラム位置を 0 から文字列長-1まで回し、switch 文で処理を分けるといいぞ。
・’-‘ の場合は、次のカラムに移動するといいぞ。
・’|’ の場合は、立体交差なので、何も処理せず次のカラムに移動するといいぞ。
・’+’ の場合は上または下のラインに移動(n を更新)だぞ。
・最後に現在のライン番号を返せばいいぞ。

解答例
int amida(const vector<string>& lines, int n) {
    if (lines.empty() || n % 2 == 1 || n < 0 || n >= lines.size())  //  エラーチェック
        return -1;
    const int len = lines[0].size();
    for (int c = 0; c != len; ++c) {        //  最初のカラムから順にチェック
        switch (lines[n]) {
        case '-': break;
        case '|': break;    //  立体交差
        case '+':
            if (n != 0 && lines[n - 1] == '|') {     //  上方向に | がある場合
                n -= 2;
                while( lines[n] == '|' && n != 0 && lines[n - 1] == '|') {
                    n -= 2;
                }
            } else if (n < lines.size() - 1 && lines[n + 1] == '|') {    //  下方向に | がある場合
                n += 2;
                while( lines[n] == '|' && n < lines.size() - 1 && lines[n + 1] == '|') {
                    n += 2;
                }
            }
        }
    }
    return n;
}
解説

あみだくじのデータは lines 配列に文字列で入っているので、lines[n] を最初からたどっていくとよい。
具体的には、回答例のように添字 c を 0 からデータ長-1まで回す。 現在行は n なので、switch( lines[n][c] ) で文字を調べ、分岐する。
文字が ‘-‘ であれば別の行に移ったりしないので、次のカラムに進む。
‘|’ だった場合も、立体交差なので、同じ様に次のカラムに進む。
‘+’ の場合は、n を 2 だけ増減させて、下または上のラインに移る処理を行う。 同じカラムにさらに ‘|’ がある場合は、先のラインに移動し、これを繰り返す。
最後のカラムまで到達した場合は n を返す。

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筆者:津田伸秀
プロフィール:テニス・オセロ・ボードゲーム・パズル類が趣味の年齢不詳のおじさん。 自宅研究員(主席)。vi と C++が好き。迷走中・・・ ボードゲーム・パズル系アプリ開発・リリースしてます。