C++でタンク満杯時に無駄になる水の量を計算する方法

はじめに

このチュートリアルでは、次の問題をC++で解く方法を解説します。

容量がNリットルのタンクがあり、ポンプを使って毎分Sリットルの速度で水を注入します。ところが、タンクには穴が空いていて、水を入れている間、毎分WSリットルの速度で水が漏れ出てしまいます。

このとき、タンクを満杯にするまでに無駄になる水の総量を求めるのが今回のゴールです。

計算の考え方

この問題は、次の3つのステップで解くことができます。

まず、タンクに実際に溜まっていく水の量は、「注水速度から漏水速度を引いた差」に等しくなります。

次に、タンクの容量を毎分の実質注水量で割ることで、タンクが満杯になるまでにかかる時間を求められます。

最後に、漏水速度に満杯までの時間を掛ければ、無駄になる水の総量を簡単に計算できます。

コード例

それでは、実際のコードを見てみましょう。

#include <iostream>
using namespace std;
double countTheWastedWater(double N, double S, double WS) {
    double wasted_water, fill_per_minute, time_to_fill;
    fill_per_minute = S - WS;
    time_to_fill = N / fill_per_minute;
    wasted_water = WS * time_to_fill;
    return wasted_water;
}
int main() {
    double N, S, WS;
    N = 275;
    S = 10;
    WS = 3;
    cout << countTheWastedWater(N, S, WS) << endl;
    return 0;
}

実行結果

上記のプログラムを実行すると、次の結果が得られます。

117.857

この例では、実質的な注水速度は毎分7リットル（10 − 3）となり、275リットルのタンクが満杯になるまでに約39.29分かかります。その間に毎分3リットルずつ漏れ続けるため、無駄になる水の量は約117.857リットルと計算されます。

まとめ

このように、注水速度と漏水速度の差から満杯までの時間を求め、そこに漏水速度を掛けることで、タンク満杯時に無駄になる水の量を簡単に算出できます。本チュートリアルについて質問がある場合は、ぜひコメント欄でお知らせください。