[C言語] アスタリスク(*)で逆ピラミッドを作るプログラムの書き方

C言語でアスタリスクを用いて逆ピラミッドを描くプログラムは、ループ構造を活用して実現します。

通常、外側のループで行数を制御し、内側のループで各行に出力するアスタリスクの数を調整します。

逆ピラミッドの場合、行が進むごとにアスタリスクの数を減らし、適切なスペースを挿入して形を整えます。

このようなプログラムは、基本的なループの理解と出力フォーマットの調整を学ぶのに役立ちます。

逆ピラミッドのアルゴリズム

逆ピラミッドをC言語で作成するためには、いくつかの基本的なアルゴリズムを理解する必要があります。

ここでは、逆ピラミッドを描画するための基本的な考え方を解説します。

行数の決定方法

逆ピラミッドの行数は、ユーザーが指定することが一般的です。

行数はピラミッドの高さに相当し、プログラムの冒頭でユーザーから入力を受け取ることが多いです。

以下に、行数を決定するための基本的な流れを示します。

• ユーザーに行数を入力してもらう
• 入力された行数を変数に格納する
• その変数をもとにループを設定する

各行のアスタリスク数の計算

逆ピラミッドでは、上の行から順にアスタリスクの数が減少していきます。

具体的には、最上段の行には最大数のアスタリスクが配置され、下に行くほどアスタリスクの数が減少します。

アスタリスクの数を計算する方法は以下の通りです。

• 最上段の行には、2 * 行数 - 1個のアスタリスクを配置
• 各行が下に行くごとに、アスタリスクの数を2ずつ減少させる

空白の配置方法

逆ピラミッドの形を整えるためには、アスタリスクの前に適切な数の空白を配置する必要があります。

空白の数は行数に依存し、以下のように計算します。

• 最上段の行には0個の空白を配置
• 各行が下に行くごとに、空白の数を1ずつ増加させる

このようにして、逆ピラミッドの形を整えることができます。

空白とアスタリスクの配置を正確に行うことで、美しい逆ピラミッドを描画することが可能です。

実際のプログラムコード

ここでは、C言語を用いて逆ピラミッドを描画するプログラムの具体的なコードを紹介します。

プログラムの全体像を示した後、各部分の詳細について解説します。

コードの全体像

以下に、逆ピラミッドを描画するためのC言語のサンプルコードを示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int rows;
    printf("行数を入力してください: ");
    scanf("%d", &rows);
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        // 空白の出力
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            printf(" ");
        }
        // アスタリスクの出力
        for (int k = 0; k < 2 * (rows - i) - 1; k++) {
            printf("*");
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

各部分の詳細解説

ループの設定

プログラムでは、2つのネストされたループを使用して逆ピラミッドを描画します。

外側のループは行数を制御し、内側のループは各行における空白とアスタリスクの出力を制御します。

• 外側のループ：for (int i = 0; i < rows; i++)
• iは現在の行を示し、rowsはユーザーが入力した行数です。

アスタリスクの出力

アスタリスクの数は、行数に応じて減少します。

具体的には、2 * (rows - i) - 1個のアスタリスクを出力します。

• 内側のループ：for (int k = 0; k < 2 * (rows - i) - 1; k++)
• kは現在のアスタリスクの位置を示します。

空白の出力

空白は、アスタリスクの前に配置され、行が下に行くごとに増加します。

i個の空白を出力します。

• 内側のループ：for (int j = 0; j < i; j++)
• jは現在の空白の位置を示します。

完成したプログラム

上記のコードを実行すると、指定された行数の逆ピラミッドがコンソールに描画されます。

例えば、行数として5を入力した場合、以下のような出力が得られます。

*********
 *******
  *****
   ***
    *

このプログラムは、ユーザーが入力した行数に基づいて、正確に逆ピラミッドを描画します。

空白とアスタリスクの配置を適切に制御することで、美しい逆ピラミッドを実現しています。

応用例

逆ピラミッドの基本的なプログラムを応用することで、さまざまなバリエーションを作成することができます。

ここでは、いくつかの応用例を紹介します。

異なる文字での逆ピラミッド作成

アスタリスク以外の文字を使用して逆ピラミッドを描画することも可能です。

例えば、#や@などの文字を使うことで、異なるデザインのピラミッドを作成できます。

以下にその方法を示します。

• プログラム内のアスタリスク出力部分を変更します。
• 例：printf("*");をprintf("#");に変更することで、#を使用した逆ピラミッドを描画できます。

このように、出力する文字を変更するだけで、簡単に異なるデザインを試すことができます。

サイズを動的に変更するプログラム

ユーザーがプログラム実行中にサイズを変更できるようにすることで、より柔軟なプログラムを作成できます。

以下のように、ループを用いて複数回の入力を受け付けることが可能です。

• プログラムの冒頭で、サイズ変更のオプションを追加します。
• ループを使用して、ユーザーが終了を選択するまで繰り返しサイズを入力させます。

#include <stdio.h>
int main() {
    int rows;
    char choice;
    do {
        printf("行数を入力してください: ");
        scanf("%d", &rows);
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                printf(" ");
            }
            for (int k = 0; k < 2 * (rows - i) - 1; k++) {
                printf("*");
            }
            printf("\n");
        }
        printf("もう一度実行しますか？ (y/n): ");
        scanf(" %c", &choice);
    } while (choice == 'y');
    return 0;
}

このプログラムでは、ユーザーがyを入力する限り、サイズを変更して再度ピラミッドを描画します。

ピラミッドの向きを変える方法

逆ピラミッドの向きを変えて、通常のピラミッドを描画することもできます。

これは、空白とアスタリスクの出力順序を変更することで実現できます。

• 空白の出力とアスタリスクの出力を入れ替えます。
• 空白の数をrows - i - 1に設定し、アスタリスクの数を2 * i + 1に設定します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int rows;
    printf("行数を入力してください: ");
    scanf("%d", &rows);
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < rows - i - 1; j++) {
            printf(" ");
        }
        for (int k = 0; k < 2 * i + 1; k++) {
            printf("*");
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

このプログラムを実行すると、通常のピラミッドが描画されます。

これにより、逆ピラミッドだけでなく、さまざまな形状のピラミッドを描画することが可能です。

まとめ

逆ピラミッドをC言語で描画する方法を学ぶことで、基本的なプログラミングの概念を理解し、応用力を高めることができます。

この記事では、逆ピラミッドのアルゴリズムから実際のプログラムコード、応用例までを詳しく解説しました。

これを機に、さまざまな形状の図形描画に挑戦し、プログラミングスキルをさらに向上させてください。