C++でASCII値が指定範囲[l、r]外のアルファベットをカウントして出力する方法

任意の長さの文字列が与えられたとき、その中に含まれるアルファベットのうち、ASCII値が指定範囲 [l, r] に含まれない文字をカウントして出力するのが本記事のテーマです。まず、判定の基準となる英字のASCII値を確認しておきましょう。

大文字アルファベット(A〜Z)のASCII値一覧

小文字アルファベット(a〜z)のASCII値一覧

具体例

入力: str = "point"、First = 111、Last = 117
出力: 範囲外の文字: i, n / カウント: 2

解説: 'i'(105) と 'n'(110) は範囲 [111, 117] に含まれないため、カウントの対象となります。

入力: str = "ABCZXY"、First = 65、Last = 70
出力: 範囲外の文字: Z, X, Y / カウント: 3

解説: 'Z'(90)、'X'(88)、'Y'(89) は範囲 [65, 70] に含まれないため、カウントの対象となります。

解法のアプローチ

• 文字列と、範囲の開始値・終了値を入力として受け取り、それぞれ変数に格納します。
• length() 関数を使って文字列の長さを取得します(スペースも文字数に含まれます)。
• カウントを保存する変数と、一度出力した文字を記録するための unordered_map を用意します。
• i を 0 から文字列の長さ未満までループさせます。
• ループ内で、left ≤ str[i] ≤ right が成立しない場合(範囲外の文字の場合)にカウントを +1 します。
• マップを利用することで、同一の文字が複数回出力されるのを防ぎます。
• 最後にカウントを返し、結果を出力します。

C++による実装例

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
// ASCII値が範囲 [l, r] 外である文字の数をカウントする関数
int count_non_char(string str, int left, int right){
    int count = 0;
    // 同じ文字を一度しか出力しないためにマップを使用
    unordered_map<char, int> m;
    int len = str.length();
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (!(left <= str[i] and str[i] <= right)){
            count++;
            if (m[str[i]] != 1){
                cout << str[i] << " ";
                m[str[i]]++;
            }
        }
    }
    // カウントを返す
    return count;
}
// メイン関数
int main(){
    string str = "tutorialspoint";
    int left = 102, right = 111;
    cout << "Characters and ";
    cout << "\nand count in the given range is: " << count_non_char(str, left, right);
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

Characters and
and count in the given range is: t u r a s p 8

"tutorialspoint" のうち、't'(116)、'u'(117)、'r'(114)、'a'(97)、's'(115)、'p'(112) の6種類の文字が範囲 [102, 111] の外側にあり、重複を除いて出力されています。重複を含めた出現回数の合計は8回です。

計算量

• 時間計算量: O(n) ― 文字列を一度だけ走査すればよいため高速です(n は文字列の長さ)。
• 空間計算量: O(k) ― 出力済みの文字を管理するマップが必要とする領域です(k は異なる文字の種類数、英字のみなら最大52種類)。