C++でループを使わずに数値パターンを出力する方法（再帰の活用）

この問題では、数値 n が与えられます。n から始めて 5 ずつ値を減算しながら 0 または負の値に達するまで出力し、その後再び元の数値まで増加させながら出力するパターンを作成します。

まず、具体例で問題を確認してみましょう。

入力: n = 12
出力: 12 7 2 -3 2 7 12

解決アプローチ

この問題は再帰（リカージョン）を使うことで解決できます。for 文や while 文などのループを使用せず、関数が自分自身を呼び出す仕組みを利用して、値の減少と増加の両方の処理を実現します。

再帰の流れは以下の通りです。

• 値が正の間は、現在の値を出力し、5 を引いた値で自分自身を再帰的に呼び出します。
• 値が 0 以下になった時点で再帰の底に達し、そこから呼び出し元へ処理が戻りながら、各段階の値が再度出力されます。

このように、再帰呼び出しの「降りていく過程」と「戻っていく過程」の両方で出力を行うことで、減少パターンと増加パターンを一度に出力できます。

実装例

以下のコードは、この解決策の実装例です。

#include <iostream>
using namespace std;

void printNextValue(int m){
    if (m > 0){
        cout << m << '\t';
        printNextValue(m - 5);
    }
    cout << m << '\t';
}

int main(){
    int n = 13;
    cout << "The pattern is:\n";
    printNextValue(n);
    return 0;
}

出力

The pattern is −
13 8 3 -2 3 8 13

コードの動作解説

n = 13 の場合のプログラムの動作を順に追ってみましょう。

1. printNextValue(13) が呼ばれ、13 を出力した後、printNextValue(8) を呼び出します。
2. 同様に 8 → 3 と出力しながら再帰が進み、printNextValue(-2) が呼ばれます。
3. m = -2 は 0 以下のため if 文の内部はスキップされ、-2 のみが出力されます。
4. その後、再帰呼び出しが順に呼び出し元へ戻りながら、3、8、13 と再度出力されます。

結果として、「13 8 3 -2 3 8 13」という、一度減少してから再び増加するパターンが、ループを一切使わずに出力されます。再帰の呼び出しスタックが自動的に「増加フェーズ」の記憶を保持してくれるため、フラグ変数などを明示的に管理する必要がないのがポイントです。