C++でソースコードを読みやすく整形・再配置する方法

文字列型の変数 str にソースコードを格納し、その文字列の長さを計算して関数に渡します。この記事の課題は、与えられたソースコードを整形（再配置）し、適切な改行を加えた読みやすい形式で結果を出力することです。

入出力シナリオの確認

入力 − string str =

"#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()"
    "{ int sum, first, second; sum = first + second; printf(\"%d\", c);"
    " return 0;}"

出力 −

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    int sum, first, second;
    sum = first + second;
    printf("%d", c);
    return 0;
}

入力 − string str =

"#include<bits/stdc++.h>
 using namespace std;
int main()"
    "{ printf(\"%d\", c);"
    " return 0;}"

出力 −

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    printf("%d", c);
    return 0;
}

プログラムで使用するアプローチ

• 文字列型の変数 str を入力として受け取り、文字列のサイズを計算して length という名前の変数に格納します。

• データを関数 Rearrangement(str, length) に渡します。

• 関数 Rearrangement(arr, length) の内部では以下の処理を行います。

  • 文字列型変数 str_1、および整数型変数として Parenthesis を 0、Braces を 0、count を 0、i を 0、j を 0 に初期化して宣言します。

  • do-WHILE ループを開始します。ループ内では、まず str[i] が '#'、'<'、'>'、';'、'}'、'{'、'('、')' のいずれかであるかを判定します。str[i] が '{' であれば Braces を 1 増やします。

  • str[i] が '}' であれば Braces を 1 減らします。

  • str[i] が '<' かつ Parenthesis が 0 であれば、count を 1 増やします。

  • str[i] が '>' かつ Parenthesis が 0 であれば、count を 1 減らします。

  • str[i] が '(' であれば、count を 0 にリセットし、Parenthesis を 1 増やします。

  • str[i] が ')' であれば、Parenthesis を 1 減らします。

  • Parenthesis が 0 より大きい場合は、str_1 = str_1 + str[i] とします。そうでない場合、str[i] が ')' であれば str_1 = str_1 + str[i] とします。

  • ELSE IF：str[i] が '{' または '}' であれば、str_1 に '\n' を追加し、続けて str[i] を追加し、さらに '\n' を追加します。これにより波括弧の前後で改行されます。

  • ELSE IF：count が 0 より大きい場合は、str_1 = str_1 + str[i] とします（include ヘッダの '<>' 内などは改行しないためです）。

  • ELSE IF：str[i] が '#' であれば、str_1 に '\n' を追加してから str[i] を追加します（プリプロセッサ行の先頭で改行するためです）。

  • ELSE：str_1 = str_1 + str[i] とし、その後に '\n' を追加します（文の終わりなどで改行するためです）。

  • 上記の特殊文字に該当しない場合は、str_1 = str_1 + str[i] とし、i を 1 増やします。

  • str_1 に '\0' を追加します。

  • i を 0 から str_1 の長さ未満まで FOR ループで回し、ループ内で str_1[i] を出力します。

• 最後に結果を出力します。

実装例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void Rearrangement(string str, int length){
    string str_1;
    int Parenthesis = 0;
    int Braces = 0;
    int count = 0;
    int i = 0;
    int j = 0;
    do{
        if(str[i] == '#' || str[i] == '<' || str[i] == '>' || str[i] == ';' || str[i] == '}' || str[i] == '{'  || str[i] == '(' || str[i] == ')'){
            if(str[i] == '{'){
                Braces++;
            }
            if(str[i] == '}'){
                Braces--;
            }
            if(str[i] == '<' && Parenthesis == 0){
                count++;
            }
            if(str[i] == '>' && Parenthesis == 0){
                count--;
            }
            if(str[i] == '('){
                count = 0;
                Parenthesis++;
            }
            if(str[i] == ')'){
                Parenthesis--;
            }
            if(Parenthesis > 0){
                str_1 = str_1 + str[i];
            }
            else{
                if(str[i] == ')'){
                    str_1 = str_1 + str[i];
                }
                else if(str[i] == '{' || str[i] == '}'){
                    str_1 = str_1 + '\n';
                    str_1 = str_1 + str[i];
                    str_1 = str_1 + '\n';
                }
                else if(count > 0){
                    str_1 = str_1 + str[i];
                }
                else if(str[i] == '#'){
                    str_1 = str_1 + '\n';
                    str_1 = str_1 + str[i];
                }
                else{
                    str_1 = str_1 + str[i];
                    str_1 = str_1 + '\n';
                }
            }
        }
        else{
            str_1 = str_1 + str[i];
        }
        i++;
    }while (i < length);
    str_1 = str_1 + '\0';
    for(i = 0; i < str_1.length(); i++){
        cout<< str_1[i];
    }
}
int main(){
    string str = "#include <bits/stdc++.h>using namespace std;int main()"
    "{ int sum, first, second; sum = first + second; printf(\"%d\", c);"
    " return 0;}";
    int length = str.length();
    Rearrangement(str, length);
    return 0;
}

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が生成されます。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    int sum, first, second;
    sum = first + second;
    printf("%d", c);
    return 0;
}

このように、括弧やセミコロンなどの特殊文字を検出しながら文字列を走査し、適切な位置に改行を挿入することで、1 行に圧縮されたソースコードを自動的に整形できます。インデントの深さまで考慮した本格的なフォーマッタを作る場合は、Braces カウンタを利用してスペースを付与する処理を追加するとよいでしょう。