文字で簡単な図形を表現するプログラム

【１】「*を使って7×7の正方形を描く，二重ループ用いたをプログラムを作成しなさい」という課題を考えよう。
この課題を素直に言葉で表して，C言語で表現できる形に整えて，プログラムに至るまでを考えよう。

*を7×7の正方形になるように表示する

　　↓

7この*を改行しながら，7回表示する。

　　↓

次の事を7回行う {
　7個の*を表示する
　改行する
}

　　↓

次の事を7回行う {
　次のことを7回行う {
　　*を1つ表示する
　}
　改行する
}

　　↓

for (i=0; i<7; i++) {
    for (j=0; j<7; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}

　　↓

変数宣言が必要なので追加

int i,j;
for (i=0; i<7; i++) {
    for (j=0; j<7; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}
　　↓

Cプログラムとして整える

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i,j;
    for (i=0; i<7; i++) {
        for (j=0; j<7; j++) {
            printf("*");
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

出来上がり

【２】　正奇数nを与えて「*」「/」で図形を描くプログラムをつくる時の考え方をみてみよう。

*********
/*******+
//*****++
///***+++
////*++++

考え方
最初から正奇数nでプログラムを作るのは難しいので，
具体的にn=9のときn=7のときを考えて，
nがどんな数でもよいように一般化する。

１．n=9の時だけ使えるプログラムを考えて図形を描いてみよう。

プログラムを書く前に，日本語でこの作業を書いてみると次のようになる

「*」を9個書きなさい。 「/」を1個書きなさい。 「*」を7個書きなさい。 「+」を1個書きなさい。 改行しなさい。 「/」を2個書きなさい。 「*」を5個書きなさい。 「+」を2個書きなさい。 改行しなさい。 「/」を3個書きなさい。 「*」を3個書きなさい。 「+」を3個書きなさい。 改行しなさい。 「/」を4個書きなさい。 「*」を1個書きなさい。 「+」を4個書きなさい。 改行しなさい。

となる。これをそのままプログラムにすると次のようになるが，汎用性がまったくないプログラムが出来上がる。

#include <stdio.h> int main() {     printf("*********\n");     printf("/*******+\n");     printf("//*****++\n");     printf("///***+++\n");     printf("////*++++\n");     return 0; } /*実行結果 ********* /*******+ //*****++ ///***+++ ////*++++ */

個々の作業が何行目なのかわかるようにすると

（1行目）「*」を9個書きなさい。 （2行目）「/」を1個書きなさい。 「*」を7個書きなさい。 「+」を1個書きなさい。 改行しなさい。 （3行目）「/」を2個書きなさい。 「*」を5個書きなさい。 「+」を2個書きなさい。 改行しなさい。 （4行目）「/」を3個書きなさい。 「*」を3個書きなさい。 「+」を3個書きなさい。 改行しなさい。 （5行目）「/」を4個書きなさい。 「*」を1個書きなさい。 「+」を4個書きなさい。 改行しなさい。

となる。変数化するのに都合よいように，1行目でなく0行目から数え始めると

（0行目）「/」を0個書きなさい。 「*」を9個書きなさい。 「+」を0個書きなさい。 改行しなさい。 （1行目）「/」を1個書きなさい。 「*」を7個書きなさい。 「+」を1個書きなさい。 改行しなさい。 （2行目）「/」を2個書きなさい。 「*」を5個書きなさい。 「+」を2個書きなさい。 改行しなさい。 （3行目）「/」を3個書きなさい。 「*」を3個書きなさい。 「+」を3個書きなさい。 改行しなさい。 （4行目）「/」を4個書きなさい。 「*」を1個書きなさい。 「+」を4個書きなさい。 改行しなさい。

となり，これをプログラムにすると次のようになる。

#include <stdio.h> int main() {     int j;     for (j=0; j<0; j++) printf("/");     for (j=0; j<9; j++) printf("*");     for (j=0; j<0; j++) printf("+");     printf("\n");     for (j=0; j<1; j++) printf("/");     for (j=0; j<7; j++) printf("*");     for (j=0; j<1; j++) printf("+");     printf("\n");     for (j=0; j<2; j++) printf("/");     for (j=0; j<5; j++) printf("*");     for (j=0; j<2; j++) printf("+");     printf("\n");     for (j=0; j<3; j++) printf("/");     for (j=0; j<3; j++) printf("*");     for (j=0; j<3; j++) printf("+");     printf("\n");     for (j=0; j<4; j++) printf("/");     for (j=0; j<1; j++) printf("*");     for (j=0; j<4; j++) printf("+");     printf("\n");     return 0; } /*実行結果 ********* /*******+ //*****++ ///***+++ ////*++++ */

この図形を描く作業では，４行の表示を行うが，その１行分の作業は次のようになっている。

for (j=0; j<◆; j++) printf("/"); for (j=0; j<■; j++) printf("*"); for (j=0; j<◆; j++) printf("+"); printf("\n");

一般法則化するために i 行目について記述すると次のようになる

（ i 行目）「/」を i 個書きなさい。  「*」を (9-2*i) 個書きなさい。  「+」を i 個書きなさい。  改行しなさい。

これを用いてプログラム化すると

#include <stdio.h> int main() {     int i,j;     for (i=0; i<5; i++) {         for (j=0; j<i; j++) printf("/");         for (j=0; j<9-2*i; j++) printf("*");         for (j=0; j<i; j++) printf("+");         printf("\n");     }     return 0; } /*実行結果 ********* /*******+ //*****++ ///***+++ ////*++++ */

２．次にn=7の時だけ使えるプログラムを考えて図形を描いてみよう。

（0行目）「/」を0個書きなさい。 「*」を7個書きなさい。 「+」を0個書きなさい。 改行しなさい。 （1行目）「/」を1個書きなさい。 「*」を5個書きなさい。 「+」を1個書きなさい。 改行しなさい。 （2行目）「/」を2個書きなさい。 「*」を3個書きなさい。 「+」を2個書きなさい。 改行しなさい。 （3行目）「/」を3個書きなさい。 「*」を1個書きなさい。 「+」を3個書きなさい。 改行しなさい。

0行目から3行目まであるが，一般法則化するためにi行目について記述すると

（ i 行目）「/」を i 個書きなさい。 「*」を (7-2*i) 個書きなさい。 「+」を i 個書きなさい。 改行しなさい。

これをプログラム化すると

#include <stdio.h> int main() {     int i,j;     for (i=0; i<4; i++) {         for (j=0; j<i; j++) printf("/");         for (j=0; j<7-2*i; j++) printf("*");         for (j=0; j<i; j++) printf("+");         printf("\n");     }     return 0; } /*実行結果 ******* /*****+ //***++ ///*+++ */

３．一般的に正奇数nに対して使えるプログラムを考えて図形を描いてみよう。

作業する行数はn=9の時5行，n=7の時4行，n=5の時3行....となるので，行数nlinesは(n+1)/2
となる

（0行目）「/」を0個書きなさい 「*」をn個書きなさい 「+」を0個書きなさい 改行しなさい （1行目）「/」を1個書きなさい 「*」をn-2*1個書きなさい 「+」を1個書きなさい 改行しなさい （2行目）「/」を2個書きなさい 「*」をn-2*2個書きなさい 「+」を2個書きなさい 改行しなさい （3行目）「/」を3個書きなさい 「*」をn-2*3個書きなさい 「+」を3個書きなさい 改行しなさい                                     ： （(nlines-1)行目）「/」をnlines-1個書きなさい 「*」をn-2*(nlines-1)個書きなさい 「+」をnlines-1個書きなさい 改行しなさい

一般的な i 行目の作業は

（ i 行目）「/」を i 個書きなさい。  「*」を n-2*i 個書きなさい。  「+」を i 個書きなさい。  改行しなさい

これをプログラム化すると

#include <stdio.h> int main() {     int nodd;  /*与えられた奇数*/     int nlines;/*行数*/     int i,j;     printf("正奇数を入力してね : ");     scanf("%d",&nodd);     nlines=(nodd+1)/2;     for (i=0; i<nlines; i++) {         for (j=0; j<i; j++) printf("/");         for (j=0; j<nodd-2*i; j++) printf("*");         for (j=0; j<i; j++) printf("+");         printf("\n");     }     return 0; } /*実行結果 正奇数を入力してね : 13 ************* /***********+ //*********++ ///*******+++ ////*****++++ /////***+++++ //////*++++++ */