C++で文字列を波状パターンで出力する方法

問題の概要

この記事では、文字列と整数 n が与えられたとき、その文字列を n 行の波状パターン（ウェーブパターン）として出力する方法を解説します。

まず、具体例を使って問題を理解しましょう。

入力: Tutorial n = 3
出力:
T           r
  U     o     i     s
    t           l

波状パターンの仕組み

波状パターンは、文字列の各文字を1つずつ出力しながら、出力位置を1行ずつ下へ移動させていくことで描画されます。n 行目に到達したら移動方向を反転させて1行ずつ上へ戻り、文字列の文字がなくなるまでこの動きを繰り返します。結果として、文字がジグザグに配置された波のような模様が完成します。

実装例

以下のコードは、この解法の実装例です。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
void printWavePattern(string s, int n) {
    if (n==1) {
        cout<<s;
        return;
    }
    int len=s.length();
    char a[len][len]={ };
    int row=0;
    bool down;
    for (int i=0; i<len; i++) {
        a[row][i]=s[i];
        if (row==n-1)
            down=false;
        else if (row==0)
            down=true;
        (down)?(row++):(row--);
    }
    for (int i=0; i<n; i++) {
        for (int j=0; j<len; j++) {
            cout<<a[i][j]<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }
}
int main() {
    string str = "TutorialsPoint";
    int n = 4;
    cout<<n<<" Line wave pattern '"<<str<<"' is:\n";
    printWavePattern(str, n);
}

アルゴリズムのポイント

このプログラムでは、行数×文字列の長さの2次元配列を用意し、各文字をジグザグに配置していきます。ブール変数 down で移動方向を管理し、最下行（row == n-1）に達したら上向きへ、最上行（row == 0）に達したら下向きへと方向を切り替えます。なお、n が 1 の場合は波にならないため、文字列をそのまま出力して終了します。最後に配列の各行を順に出力することで、波状パターンが完成します。

出力結果

4 Line wave pattern 'TutorialsPoint' is −
T     a     n
u   i l     i t
t   r   s o
  o     P