関数を使って指定範囲内のアームストロング数を表示するJavaプログラム

この記事では、関数を使用して指定した範囲内のアームストロング数(Armstrong Number)を表示する方法について解説します。

アームストロング数とは

アームストロング数とは、各桁の数字を3乗して合計した値が、元の数と等しくなる整数のことです。

より一般的に表現すると、n桁の整数の各桁を取り出してn乗し、その合計が元の数と一致するとき、その整数はn次のアームストロング数と呼ばれます。つまり、abcd... = aⁿ + bⁿ + cⁿ + dⁿ + ... という関係が成り立ちます。

3桁のアームストロング数の場合、各桁の3乗の和がその数自身と等しくなります。

例えば、153はアームストロング数です。

153 = 1³ + 5³ + 3³ = 1 + 125 + 27 = 153

また、371もアームストロング数です。

371 = 3³ + 7³ + 1³ = 27 + 343 + 1 = 371

入力と出力の例

入力:

2つの入力値を以下と仮定します。

2つの入力値 : 1 と 500

出力:

期待される出力は以下の通りです。

アームストロング数 :
153 370 371 407

アルゴリズム

1. 処理を開始します(START)。
2. 3つの整数変数 my_low、my_high、i を宣言します。
3. ユーザーから必要な値を読み込むか、値を直接定義します。
4. 整数値を受け取り、ブール値(true/false)を返す関数 IsArmstrong を定義します。
5. 関数内で、入力値を10で割った余りを取得します(check)。
6. 余り(my_rem)を3回掛けた値を my_sum に加算し、それを現在の my_sum とします。
7. check を10で割って更新します。my_sum と関数の入力値 i を比較し、true または false を返します。
8. forループで my_low から my_high まで繰り返し、各数値に対して IsArmstrong を呼び出します。true が返された場合はアームストロング数なので、その数を記録します。
9. 結果を表示します。
10. 処理を終了します(STOP)。

例1: ユーザーからの入力を使用する場合

ここでは、ユーザーがプロンプトに入力した値をもとに処理を行います。オンラインの実行環境でも試すことができます。

import java.util.Scanner;
public class ArmstrongNumbers {
   public static void main(String[] args) {
      int my_low, my_high, i;
      Scanner my_scanner = new Scanner(System.in);
      System.out.println("Required packages have been imported");
      System.out.println("A scanner object has been defined ");
      System.out.println("Enter the first number :");
      my_low = my_scanner.nextInt();
      System.out.println("Enter the limit :");
      my_high = my_scanner.nextInt();
      System.out.println("The Armstrong numbers are :");
      for(i = my_low + 1; i < my_high; ++i) {
         if (IsArmstrong (i))
            System.out.print(i + " ");
      }
   }
   public static boolean IsArmstrong(int i) {
      int check, my_rem, my_sum;
      my_sum = 0;
      check = i;
      while(check != 0) {
         my_rem = check % 10;
         my_sum = my_sum + (my_rem * my_rem * my_rem);
         check = check / 10;
      }
      if(my_sum == i){
         return true;
      }
      return false;
   }
}

出力

Required packages have been imported
A scanner object has been defined
Enter the first number :
1
Enter the limit :
500
The Armstrong numbers are :
153 370 371 407

例2: 値を事前に定義する場合

ここでは、整数値があらかじめ定義されており、その値にアクセスしてコンソールに表示します。

public class ArmstrongNumbers {
    public static void main(String[] args) {
        int my_low, my_high, i;
        my_low = 1;
        my_high = 500;
        System.out.println("The starting and ending numbers are defined as " + my_low + " and " + my_high);
        System.out.println("The Armstrong numbers are :");
        for(i = my_low + 1; i < my_high; ++i) {
            if (IsArmstrong (i))
                System.out.print(i + " ");
        }
    }
    public static boolean IsArmstrong (int i) {
        int check, my_rem, my_sum;
        my_sum = 0;
        check = i;
        while(check != 0) {
            my_rem = check % 10;
            my_sum = my_sum + (my_rem * my_rem * my_rem);
            check = check / 10;
        }
        if(my_sum == i){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

出力

The starting and ending numbers are defined as 1 and 500
The Armstrong numbers are :
153 370 371 407

まとめ

このプログラムでは、剰余演算子(%)と除算(/)を組み合わせることで、数値の各桁を順番に取り出しています。判定ロジックを IsArmstrong 関数として独立させることで、コードの再利用性と可読性が向上します。my_low と my_high の値を変更すれば、任意の区間のアームストロング数を簡単に求めることができます。