C++で配列内の全要素の合計を求めるプログラム｜再帰と反復の2つの実装方法を解説

問題の概要

本記事では、n個の整数値を含む配列 arr[] が与えられたとき、その配列内のすべての要素の合計を求めるC++プログラムの作成方法を解説します。

プログラムの説明 ― 与えられた配列の全要素を順番に加算し、その合計値を返します。

まずは、具体的な例を見ながら問題を理解しましょう。

入力

arr[] = {3, 1, 7, 2, 9, 10}

出力

32

説明

Sum = 3 + 1 + 7 + 2 + 9 + 10 = 32

解法のアプローチ

配列内の要素の合計を求めるには、配列を先頭から順に走査し、各要素を1つずつ取り出しては変数 sumVal に加算していきます。走査が完了した時点での sumVal の値が、求める合計となります。

この処理は、主に次の2つの方法で実装できます。

• 再帰を使う方法
• 反復（ループ）を使う方法

方法1：再帰を使った実装

再帰的なアプローチでは、「n個目の要素」と「残りの(n-1)個の要素の合計」を足し合わせる処理を繰り返します。要素数が1になった時点で再帰を終了し、その要素の値を返します。

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;

int calcArraySum(int arr[], int n){
    // 要素数が1の場合は、その要素自体が合計となる
    if(n == 1){
        return arr[n-1];
    }
    // 最後の要素と、それ以外の要素の合計を加算する
    return arr[n-1] + calcArraySum(arr, n-1);
}

int main(){
    int arr[] = {1, 4, 5, 7, 6};
    int n = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);
    cout << "The sum of elements in a given array is " << calcArraySum(arr, n);
    return 0;
}

出力

The sum of elements in a given array is 23

方法2：反復（ループ）を使った実装

反復的なアプローチでは、forループを使って配列を先頭から末尾まで走査し、各要素を順番に sumVal に加算していきます。再帰に比べてスタックオーバーフローの心配がなく、大きな配列にも対応しやすいのが特徴です。

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;

int calcArraySum(int arr[], int n){
    int sumVal = 0;
    for(int i = 0; i < n; i++){
        sumVal += arr[i];
    }
    return sumVal;
}

int main(){
    int arr[] = {1, 4, 5, 7, 6};
    int n = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);
    cout << "The sum of elements in a given array is " << calcArraySum(arr, n);
    return 0;
}

出力

The sum of elements in a given array is 23

まとめ

配列の要素の合計を求める処理は、再帰と反復のどちらの方法でも実装可能です。どちらのプログラムも、配列 {1, 4, 5, 7, 6} に対して正しく「23」という合計を出力しました。実務ではシンプルで効率的な反復（ループ）方式がよく使われますが、再帰的な考え方を学ぶうえでも、両方の実装を理解しておくと有益です。