C++の再帰処理を使ってピラミッドパターンを出力する方法

この記事では、C++プログラミングにおける再帰処理（リカーシブ関数）を活用して、ピラミッド型のパターンを出力する方法を解説します。再帰とは、関数が自分自身を呼び出す仕組みのことで、繰り返し処理を簡潔かつ読みやすく記述できるのが大きな特徴です。

アルゴリズム

ピラミッドパターンを出力するための手順は、以下の通りです。

Step-1 ピラミッドの高さを設定する
Step-2 再帰関数を使ってスペース（空白）の数を調整する
Step-3 再帰関数を使ってハッシュ（#）記号の数を調整する
Step-4 両方の関数を組み合わせて呼び出し、ピラミッドパターンを出力する

サンプルコード

上記のアルゴリズムに基づいて記述したC++のコード例が以下の通りです。

#include <iostream>
using namespace std;

// スペースを出力する関数
void print_space(int space){
    if (space == 0)
        return;
    cout << " ";
    // print_space() を再帰的に呼び出す
    print_space(space - 1);
}

// ハッシュ記号を出力する関数
void print_hash(int pat){
    if (pat == 0)
        return;
    cout << "# ";
    // print_hash() を再帰的に呼び出す
    print_hash(pat - 1);
}

// パターンを出力する関数
void Pyramid(int n, int num){
    // ベースケース
    if (n == 0)
        return;
    print_space(n - 1);
    print_hash(num - n + 1);
    cout << endl;
    // Pyramid() を再帰的に呼び出す
    Pyramid(n - 1, num);
}

int main(){
    int n = 5;
    Pyramid(n, n);
    return 0;
}

コードの解説

このプログラムは、3つの再帰関数で構成されています。

print_space()：引数で指定された回数だけ半角スペースを出力します。引数が 0 になると再帰を終了します。

print_hash()：引数で指定された回数だけ「# 」を出力します。こちらも引数が 0 になると再帰を終了します。

Pyramid()：ピラミッド全体を制御するメインの再帰関数です。各行ごとにスペースとハッシュ記号を出力して改行し、n が 0 になるまで自分自身を呼び出し続けます。上の行ほどスペースが多く、下の行ほど「#」が増えていくことで、ピラミッドの形が形成されます。

実行結果

上記のコードをコンパイルして実行すると、特殊文字「#」で構成された以下のピラミッドパターンが出力されます。

    #
   # #
  # # #
 # # # #
# # # # #

このように、再帰処理を組み合わせることで、ループ文を使わずに美しいピラミッドパターンを出力できます。再帰の考え方に慣れるための練習問題としても最適なので、ぜひ高さ n の値を変更して動作を確かめてみてください。