C プログラミング (C Programming)

[2017/11/10, H.Aman]

サンプルプログラム 4 の内容

得点を SIZE 人分読み込み，それらを順に配列 a へ格納する．
その後に，それぞれの順位を求める．
最後に，1 番目の人から順に得点と順位を表示する．
なお，SIZE はマクロとして定義する．

 1:   #include <stdio.h>
 2:   
 3:   #define SIZE 5
 4:
 5:   int main(void){
 6:      int x[SIZE], rank[SIZE], i, j;
 7:      
 8:      printf("%d 人分の成績を入力してください：\n", SIZE);
 9:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
10:         scanf("%d", &x[i]);
11:      }   
12:      
13:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
14:         rank[i] = 1;
15:         for ( j = 0; j < SIZE; j++ ){
16:            if ( x[i] < x[j] ){ 
17:               rank[i]++;
18:            }
19:         }
20:      }
21:      
22:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
23:         printf("%d 番は %d 点で %d 位\n", i+1, x[i], rank[i]);
24:      }
25:
26:      return 0;
27:   }

プログラムの基本的な流れ

このプログラムでは，複数人分の得点を読み込み，それぞれの順位を求めています．
そのため，得点の記録用と順位の記録の 2 種類の配列を用意しています．

配列 x ：各自の得点を記録
配列 rank ：各自の順位を記録

プログラムの大まかな構成は次の通りです：

配列 x に 1 人ずつ得点を格納していく
1 人ずつ，その得点が「第何位」なのかを求めていく
最後に，得点と順位を出力する

8-11 行目： printf("...."); for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){ ... }

 7:
 8:      printf("%d 人分の成績を入力してください：\n", SIZE);
 9:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
10:         scanf("%d", &x[i]);
11:      }   
12:

for 文で繰り返しながら，SIZE 人分の得点を配列 x へ順に格納していきます．

13-20 行目： for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){ rank[i] = 1; ... }

12:      
13:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
14:         rank[i] = 1;
15:         for ( j = 0; j < SIZE; j++ ){
16:            if ( x[i] < x[j] ){ 
17:               rank[i]++;
18:            }
19:         }
20:      }
21:

ここでは x[i] に格納されている得点の順位を rank[i] に格納することにします．

どうやったら順位を求めることができるのでしょう？ここがこのプログラムのポイントです．

このプログラムでは次の法則を利用して順位を求めています．

x[i] が 1 位である ⇔ x[i] よりも高い得点はない（ 0 個）
x[i] が 2 位である ⇔ x[i] よりも高い得点が 1 個ある
x[i] が 3 位である ⇔ x[i] よりも高い得点が 2 個ある
x[i] が k 位である ⇔ x[i] よりも高い得点が k-1 個ある

そこで次のように順位を決めています：

12:      
13:      for ( i = 0; i < SIZE; i++ ){
14:         rank[i] = 1; ← ひとまず x[i] の順位を 1 位としておく
15:         for ( j = 0; j < SIZE; j++ ){
16:            if ( x[i] < x[j] ){  ← x[i] よりも大きい値が見つかったら
17:               rank[i]++; ← x[i] の順位を一つ下げる（順位としては +1 する）
18:            }
19:         }
20:      }
21:

簡単な例として，配列 x の内容が次のようになっていたとします．

	0	1	2	3	4
x	83	90	77	91	81

外側の for 文の 1 週目（ i = 0）の時，まずは rank[i] = 1; つまり rank[0] = 1; とします．

	0	1	2	3	4
rank	1	?	?	?	?

続いて，内側の for 文で（SIZE=5のため） j = 0, 1, 2, 3, 4 と繰り返すと，

	0	1	2	3	4
x	83	90	77	91	81
	↑ i	↑ j

いきなり x[i] < x[j] に遭遇するため，rank[i]++; が実行されて

	0	1	2	3	4
rank	2	?	?	?	?

となります．その後

	0	1	2	3	4
x	83	90	77	91	81
	↑ i			↑ j

でも同じことが起こるので，再び rank[i]++ が行われ，

	0	1	2	3	4
rank	3	?	?	?	?

となります．
こうして，x[0] は 3 位であることが求まります．

次は，外側の for 文の 2 週目（i=1）について同様の処理が行われ，rank[1] が埋まっていきます．以下同様です．