C言語で1つ目の配列の最大値と2つ目の配列の最小値の積を求める方法

問題概要

それぞれ n1 個と n2 個の要素を持つ2つの整数型配列 arr1[] と arr2[] が与えられたとき、「1つ目の配列 arr1[] の最大要素」と「2つ目の配列 arr2[] の最小要素」を掛け合わせた積を求めるのが本記事のテーマです。

例えば、arr1[] = {5, 1, 6, 8, 9} なら最大値は 9、arr2[] = {2, 9, 8, 5, 3} なら最小値は 2 となります。したがって答えは 9 × 2 = 18 です。この計算を行うC言語のプログラムを作成していきましょう。

入出力例

入力例1

arr1[] = {6, 2, 5, 4, 1}
arr2[] = {3, 7, 5, 9, 6}

出力例1

18

説明：

MAX(arr1) * MIN(arr2) → 6 * 3 = 18

入力例2

arr1[] = { 2, 3, 9, 11, 1 }
arr2[] = { 5, 4, 2, 6, 9 }

出力例2

22

説明：

MAX(arr1) * MIN(arr2) → 11 * 2 = 22

解決のためのアプローチ

この問題は、以下の手順でシンプルに解くことができます。

• 2つの配列 arr1 と arr2 を入力として受け取ります。
• 両方の配列を昇順にソートします。
• ソート後の arr1 の最後の要素（＝最大値）と、arr2 の先頭の要素（＝最小値）を掛け合わせます。
• その積を結果として返します。

アルゴリズム

Start
In function int sortarr(int arr[], int n)
    Step 1→ 変数 temp を宣言・初期化する
    Step 2→ i = 0 から i < n-1 まで ++i で繰り返す
        For j = i+1 から j<n まで j++ で繰り返す
            If arr[i] > arr[j] ならば、
                temp に arr[i] を代入
                arr[i] に arr[j] を代入
                arr[j] に temp を代入
In Function int minMaxProduct(int arr1[], int arr2[], int n1, int n2)
    Step 1→ sortarr(arr1, n1) を呼び出す
    Step 2→ sortarr(arr2, n2) を呼び出す
    Step 3→ (arr1[n1 - 1] * arr2[0]) を返す
In Function int main()
    Step 1→ arr1[] = { 2, 3, 9, 11, 1 } を宣言・初期化する
    Step 2→ arr2[] = { 5, 4, 2, 6, 9 } を宣言・初期化する
    Step 3→ n1, n2 を宣言し、各配列のサイズで初期化する
    Step 4→ minMaxProduct(arr1, arr2, n1, n2) の結果を出力する
Stop

C言語による実装例

#include <stdio.h>
int sortarr(int arr[], int n){
    int temp;
    for (int i = 0; i < n-1; ++i){
        for(int j = i+1; j<n; j++){
            if(arr[i]> arr[j]){
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    return 0;
}
int minMaxProduct(int arr1[], int arr2[], int n1, int n2){
    // 最大値と最小値を得るために配列をソートする
    sortarr(arr1, n1);
    sortarr(arr2, n2);
    // 最大値と最小値の積を返す
    return arr1[n1 - 1] * arr2[0];
}
int main(){
    int arr1[] = { 2, 3, 9, 11, 1 };
    int arr2[] = { 5, 4, 2, 6, 9 };
    int n1 = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
    int n2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
    printf("%d\n",minMaxProduct (arr1, arr2, n1, n2));
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

22

補足：計算量について

この実装では選択ソート（バブルソート的な交換法）を使用しているため、時間計算量は O(n1² + n2²) となります。より大きな配列を扱う場合は、qsort 関数など O(n log n) の効率的なソートを利用するとよいでしょう。また、ソートせずに各配列を一度だけ走査して最大値・最小値を直接求める方法（O(n1 + n2)）もあり、実務ではこちらの方が高速です。