Pythonでアルファベットのランゴーリーパターンを出力するプログラム

数値 n が与えられたとします。ここでは、n × n サイズの「アルファベット・ランゴリー」を出力するプログラムを作成します。ランゴリーとは、インドの伝統的な装飾模様のことで、床などに描かれる幾何学模様を指します。n は 1 以上 26 以下の範囲内である必要があり、n が 26 の場合は「a」から始まり「z」で終わる模様になります。

例えば、入力が 5 の場合、出力は次のようになります。

--------e--------
------e-d-e------
----e-d-c-d-e----
--e-d-c-b-c-d-e--
e-d-c-b-a-b-c-d-e
--e-d-c-b-c-d-e--
----e-d-c-d-e----
------e-d-e------
--------e--------

解法の考え方

この問題は、パターンを上半分(逆ピラミッド)と下半分(正ピラミッド)の2つの部分に分けて考えると、実装がぐっとシンプルになります。各行は「左側のハイフン(余白)」「中央のアルファベット列」「右側のハイフン(余白)」という3つの要素で構成されています。

具体的な手順は以下の通りです。

• 上半分の出力：i を n-1 から 0 まで 1 ずつ減らしながら、以下の処理を繰り返します。
  • j を 0 から i-1 までループし、「--」を出力します(左側の余白)。
  • j を n-1 から i+1 まで 1 ずつ減らしながら、ASCII コードが j+97 に対応する文字を出力し、末尾に「-」を付けます。
  • j を i から n-1 までループし、ASCII コードが j+97 に対応する文字を出力します。j が n-1 以外の場合は末尾に「-」も出力し、j が n-1 の場合(行の中心)は文字のみを出力します。
  • j を 0 から 2*i-1 までループし、「-」を出力します(右側の余白)。
  • 改行して次の行へ移ります。
• 下半分の出力：i を 1 から n-1 まで 1 ずつ増やしながら、上半分とまったく同じ手順で各行を出力します。これにより、上下対称の美しい菱形模様が完成します。

実装例

理解を深めるために、実際の Python コードを見てみましょう。ここでは chr() 関数を使用しており、ASCII コード(97 が「a」に対応)から対応するアルファベット文字を取得しています。

def solve(n):
    for i in range(n-1,-1,-1):
        for j in range(i):
            print(end="--")
        for j in range(n-1,i,-1):
            print(chr(j+97),end="-")
        for j in range(i,n):
            if j != n-1:
                print(chr(j+97),end="-")
            else:
                print(chr(j+97),end="")
        for j in range(2*i):
            print(end="-")
        print()
    for i in range(1,n):
        for j in range(i):
            print(end="--")
        for j in range(n-1,i,-1):
            print(chr(j+97),end="-")
        for j in range(i,n):
            if j != n-1:
                print(chr(j+97),end="-")
            else:
                print(chr(j+97),end="")
        for j in range(2*i):
            print(end="-")
        print()

n = 8
solve(n)

入力

8

出力

--------------h--------------
------------h-g-h------------
----------h-g-f-g-h----------
--------h-g-f-e-f-g-h--------
------h-g-f-e-d-e-f-g-h------
----h-g-f-e-d-c-d-e-f-g-h----
--h-g-f-e-d-c-b-c-d-e-f-g-h--
h-g-f-e-d-c-b-a-b-c-d-e-f-g-h
--h-g-f-e-d-c-b-c-d-e-f-g-h--
----h-g-f-e-d-c-d-e-f-g-h----
------h-g-f-e-d-e-f-g-h------
--------h-g-f-e-f-g-h--------
----------h-g-f-g-h----------
------------h-g-h------------
--------------h--------------

このアルゴリズムの計算量は O(n²) であり、最も長い中央の行は 4n-3 文字になります。n は最大でも 26 であるため、非常に高速かつ効率的に動作します。