C言語で数値内の特定の桁を別の数字に置き換えるプログラム

整数 n が与えられたとき、その数値に含まれる特定の桁 x を、別の数字 m に置き換えるプログラムを考えます。手順としては、まず置き換えたい桁が数値の中に存在するかどうかを確認し、存在する場合にのみ、該当する桁 x を別の数字 m へと置き換えます。

たとえば、「123」という数値に対して、m を 5、置き換え対象の桁 x を「2」と指定した場合、結果は「153」になります。

入出力例

Input: n = 983, digit = 9, replace = 6
Output: 683
Explanation: 数値 983 の先頭の桁が 9 であるため、9 を 6 に置き換えた結果 683 となります。
Input: n = 123, digit = 5, replace = 4
Output: 123
Explanation: 数値 n の中に 5 という桁は存在しないため、結果は元の数値 n と同じになります。

アプローチ

今回使用するアプローチは以下のとおりです。

• 一の位（最下位の桁）から順に各桁を調べていきます。
• 置き換えたい桁が見つかったら、結果 res に (replace × d) を加算します。ここで d は桁の位置を表す重みで、初期値は 1 です。
• 該当する桁が見つからなかった場合は、元の桁をそのまま結果に加算します。

アルゴリズム

関数 int digitreplace(int n, int digit, int replace)
　　ステップ1 → res=0 と d=1、および rem を宣言・初期化する
　　ステップ2 → n が 0 になるまで while ループを繰り返す
　　　　rem に n % 10 を代入する
　　　　もし rem == digit ならば、
　　　　　　res に res + replace * d を代入する
　　　　そうでなければ、
　　　　　　res に res + rem * d を代入する
　　　　d *= 10 とし、n /= 10 とする
　　ステップ3 → res を出力して終了する
関数 int main(int argc, char const *argv[])
　　ステップ1 → n = 983、digit = 9、replace = 7 を宣言・初期化する
　　ステップ2 → 関数 digitreplace(n, digit, replace) を呼び出す
終了

C言語での実装例

#include <stdio.h>
int digitreplace(int n, int digit, int replace) {
    int res = 0, d = 1;
    int rem;
    while(n) {
        // 後ろの桁から余りを取り出す
        rem = n % 10;
        // 取り出した桁が置き換えたい桁と一致するか確認し、
        // 一致していれば置き換える
        if(rem == digit)
            res = res + replace * d;
        // 一致しない場合は、元の桁をそのまま res に格納する
        else
            res = res + rem * d;
        d *= 10;
        n /= 10;
    }
    printf("%d\n", res);
    return 0;
}
// main関数
int main(int argc, char const *argv[]) {
    int n = 983;
    int digit = 9;
    int replace = 7;
    digitreplace(n, digit, replace);
    return 0;
}

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

783

このように、数値を一の位から順に分解しながら桁ごとに判定して再構築することで、特定の桁だけを簡単に置き換えることができます。処理の計算量は数値の桁数に比例する O(log₁₀ n) となり、文字列を介さず算術演算だけで完結するため、非常に効率的な方法です。