C言語で行列の要素を斜め下方向に出力するプログラム

n×nサイズの配列が与えられたとき、その整数型の行列要素を斜め下方向に出力するのが課題です。

「斜め下方向」とは、任意のn×nサイズの配列を、下図のように左上から右下へ斜めに移動しながら順番に出力することを意味します。

具体的には、まず「1」を出力し、次に「2」を出力した後、斜め下の「4」へ移動して出力します。この操作を行列のすべての要素に対して繰り返していきます。

入力例と出力例

入力：Matrix [3][3] = {
   { 1, 2, 3 },
   { 4, 5, 6 },
   { 7, 8, 9 }}
出力：1 2 4 3 5 7 6 8 9

アルゴリズム

int diagonally_down(int mat[n][n])
START
STEP 1: i, j, row, col を INT 型として宣言
STEP 2: FOR ループ（i = 0、i < n、i++）
   row = 0 を設定
   col = i を設定
   WHILE ループ（col >= 0 の間）
      mat[row][col] を出力
      row を 1 増やし、col を 1 減らす
   END WHILE
END FOR
STEP 3: FOR ループ（j = 1、j < n、j++）
   row = j を設定
   col = n-1 を設定
   WHILE ループ（row < n の間）
      mat[row][col] を出力
      row を 1 増やし、col を 1 減らす
   END WHILE
END FOR
STOP

C言語による実装例

#include <stdio.h>
#define n 3
int diagonally_down(int mat[n][n]){
   int i, j, row, col;
   //上側の対角線部分の要素を出力
   for (i = 0; i < n; i++){
      row = 0;
      col = i;
      while(col >= 0) //最初の行から下方向へ移動{
         printf("%d ", mat[row++][col--]);
      }
   }
   //下側の対角線部分の要素を出力
   for (j = 1; j < n; j++){
      row = j;
      col = n-1;
      while(row<n) //最後の列から移動を開始{
         printf("%d ", mat[row++][col--]);
      }
   }
}
int main(int argc, char const *argv[]){
   int mat[][n] = {
      {1, 2, 3},
      {4, 5, 6},
      {7, 8, 9}
   };
   diagonally_down(mat);
   return 0;
}

実行結果

上記のプログラムをコンパイルして実行すると、以下の出力が得られます。

1 2 4 3 5 7 6 8 9

このアルゴリズムでは、行列を2つのフェーズに分けて処理しています。第1フェーズでは1行目の各要素から始まる対角線に沿って左下方向へ走査し、第2フェーズでは最終列の各要素から始まる残りの対角線を走査します。これにより、行列全体を漏れなく斜め下方向の順序で出力できます。