C++で文字列内の子音をカウントする方法(反復処理と再帰処理の2つのアプローチ)

任意の長さの文字列 str が与えられ、その文字列に含まれる子音の数を「反復処理(イテレーション)」と「再帰処理」の2つの方法で求めることが課題です。

子音とは

子音とは母音以外のアルファベットのことで、a、i、e、o、u を除くすべてのアルファベットが子音とみなされます。したがって、このプログラムでは、文字列からこれら5つの母音以外のアルファベットを数え上げる必要があります。

再帰と反復の違い

再帰と反復は、どちらも一連の命令を繰り返し実行する仕組みです。再帰とは、関数内の処理が自分自身を繰り返し呼び出すことを指します。一方、反復とは、制御条件が偽(false)になるまでループが繰り返し実行されることを指します。

両者の主な違いは、再帰が常に「関数」に適用されるプロセスであるのに対し、反復は繰り返し実行したい「一連の命令」に適用されるという点です。

実行例

入力 − string str = "tutorials point"
出力 − count is 8

説明 − 与えられた文字列 str には、t、t、r、l、s、p、n、t の合計8個の子音が含まれています。

入力 − string str = "a e io u"
出力 − count is 0

説明 − 与えられた文字列 str には子音が一切含まれず、母音のみで構成されているため、カウントは0になります。

方法1:反復処理

プログラムのアプローチ

• 文字列を変数 str として受け取る

• length() 関数を使って文字列の長さを取得する(文字列内の文字数が整数値として返される)

• カウントを格納するための一時変数を用意する

• i を0から文字列の長さ未満までループさせる

• ループ内で str[i] が子音かどうかを判定し、子音であればカウントを1増やす

• カウントを返す

• 結果を出力する

サンプルコード

// 反復方式のC++プログラム
#include <iostream>
using namespace std;
// 子音を判定する関数
bool consonant(char ch){
   // 大文字・小文字の違いに対応
   ch = toupper(ch);
   return !(ch == 'A' || ch == 'E' || ch == 'I' || ch == 'O' || ch == 'U') && ch >= 65 && ch <= 90;
}
// 子音をカウントする関数
int countconsonants(string s){
   int result = 0;
   for (int i = 0; i < s.length(); i++){
      // 文字が子音かどうかを確認
      if (consonant(s[i])){
         ++result;
      }
   }
   return result;
}
// main関数
int main(){
   string s = "wx abc def";
   cout <<"count is: "<<countconsonants(s);
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

count is: 6

方法2:再帰処理

プログラムのアプローチ

• 文字列を変数 str として受け取る

• length() 関数を使って文字列の長さを取得する

• カウントを格納するための一時変数を用意する

• 文字列内の子音を数えるために自分自身を呼び出す再帰関数を作成する

• サイズが1の場合は str[0] の子音判定結果を返す(基本ケース)

• それ以外の場合は、再帰呼び出し (str, size-1) の結果に、最後の文字 (str[size-1]) の子音判定結果を加えて返す

サンプルコード

// 再帰方式のC++プログラム
#include <iostream>
using namespace std;
// 子音を判定する関数
bool consonant(char ch){
   // 大文字・小文字の違いに対応
   ch = toupper(ch);
   return !(ch == 'A' || ch == 'E' || ch == 'I' || ch == 'O' || ch == 'U') && ch >= 65 && ch <= 90;
}
// 子音の総数をカウントする関数
int consonantcount(string str, int n){
   if (n == 1){
      return consonant(str[0]);
   }
   return consonantcount(str, n - 1) +
   consonant(str[n-1]);
}
int main(){
   string str = "wx abc def";
   cout <<"count is: "<<consonantcount(str, str.length());
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

count is: 6

まとめ

どちらの方法でも同じ結果が得られますが、反復処理はループで単純に文字を走査するためメモリ効率が良く、再帰処理はコードが簡潔になる反面、呼び出しごとにスタックフレームが積まれるため、長い文字列ではスタックオーバーフローのリスクがあります。用途や文字列の長さに応じて使い分けるとよいでしょう。