【Java入門】X型の星(スター)パターンを出力するプログラムの書き方

この記事では、Javaを使ってX型の星(スター)パターンをコンソールに出力する方法を解説します。パターンの描画には、複数の for ループと print 文を組み合わせます。

実行例

まずは、実際の入力と出力のイメージを見てみましょう。

入力

ユーザーが次の数値を入力したとします。

Enter the number : 8

出力

プログラムを実行すると、次のようなX字型のパターンが表示されます。

The X star pattern :
X               X
 X             X
  X           X
   X         X
    X       X
     X     X
      X   X
       X 
      X   X
     X     X
    X       X
   X         X
  X           X
 X             X
X               X

アルゴリズム

X型パターンを出力する処理の流れは、以下の手順になります。

Step 1 - 処理を開始する
Step 2 - 整数型の変数 i、j、k、my_input を宣言する
Step 3 - ユーザーから値を読み込む、または値を事前に定義する
Step 4 - 「my_input × 2 − 1」の計算結果を変数 k に代入する
Step 5 - 二重の for ループを使って行・列を走査し、文字間の空白を調整する
Step 6 - 条件(j == i または j == k - i + 1)が成立する位置に文字「X」を出力する
Step 7 - 内側のループが終わるごとに改行し、次の行へ移る
Step 8 - 結果を表示する
Step 9 - 処理を終了する

ポイントは、対角線上にあたる位置(j == i または j == k - i + 1)だけ「X」を出力し、それ以外は空白を出力することです。これにより、左上から右下、および右上から左下への2本の斜め線が描かれ、全体としてX字型になります。

例1:ユーザーからの入力を受け取る場合

この例では、Scanner クラスを使ってユーザーからの入力を受け付けます。オンラインコンパイラなどのツールでも実際に動作を確認できます。

import java.util.Scanner;
public class XStar{
    public static void main(String []args){
        int i, j, k, my_input;
        System.out.println("Required packages have been imported");
        Scanner my_scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("A reader object has been defined ");
        System.out.print("Enter the number : ");
        my_input = my_scanner.nextInt();
        System.out.print("The X star pattern : ");
        k = my_input * 2 - 1;
        for(i = 1; i <= k; i++){
            for(j = 1; j <= k; j++){
                if(j == i || j == k - i + 1)
                    System.out.print("X");
                else
                    System.out.print(" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

出力

Required packages have been imported
A reader object has been defined
Enter the number : 8
The X star pattern :
X               X
 X             X
  X           X
   X         X
    X       X
     X     X
      X   X
       X
      X   X
     X     X
    X       X
   X         X
  X           X
 X             X
X               X

例2:値を事前に定義する場合

この例では、行数となる整数値があらかじめコード内で定義されており、その値を使ってそのままパターンを出力します。入力処理が不要になるため、ロジックの確認に便利です。

public class XStar{
    public static void main(String []args){
        int i, j, k, my_input;
        my_input = 8;
        System.out.println("The number of rows is defined as " + my_input);
        System.out.print("The X star pattern : ");
        k = my_input * 2 - 1;
        for(i = 1; i <= k; i++){
            for(j = 1; j <= k; j++){
                if(j == i || j == k - i + 1)
                    System.out.print("X");
                else
                    System.out.print(" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

出力

The number of rows is defined as 8
The X star pattern :
X               X
 X             X
  X           X
   X         X
    X       X
     X     X
      X   X
       X
      X   X
     X     X
    X       X
   X         X
  X           X
 X             X
X               X

まとめ

X型の星パターンは、「行番号と列番号が一致する位置」「行番号と列番号の合計が一定になる位置」という2つの条件を組み合わせることで簡単に描画できます。k = my_input × 2 − 1 で正方形の一辺の長さを求め、二重ループで各マスを判定しながら出力するのが基本の考え方です。ぜひ入力値を変更して、さまざまなサイズのパターン生成を試してみてください。