C++で文字列を文字の正方行列グリッドに変換する方法

このチュートリアルでは、文字列を文字の正方行列グリッドに変換するプログラムの作成方法について解説します。

具体的には、文字の並びからなる文字列が与えられ、その文字列を指定した行数と列数を持つ行列グリッドの形式で出力することが課題となります。

アルゴリズムの考え方

文字列の長さを l とすると、グリッドの行数と列数は次のように決定できます。

• 行数 = floor(√l)(平方根の切り捨て)
• 列数 = ceil(√l)(平方根の切り上げ)

行数と列数の積が文字列の長さに満たない場合は、行数を列数と同じ値に設定し、すべての文字がグリッドに収まるように調整します。

サンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// 文字列をグリッド形式に変換する関数
void convert_grid(string str){
    int l = str.length();
    int k = 0, row, column;
    row = floor(sqrt(l));
    column = ceil(sqrt(l));
    if (row * column < l)
        row = column;
    char s[row][column];
    for (int i = 0; i < row; i++) {
        for (int j = 0; j < column; j++) {
            s[i][j] = str[k];
            k++;
        }
    }
    // 新しいグリッドを出力する
    for (int i = 0; i < row; i++) {
        for (int j = 0; j < column; j++) {
            if (s[i][j] == '\0')
                break;
            cout << s[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}
int main(){
    string str = "TUTORIALSPOINT";
    convert_grid(str);
    return 0;
}

出力結果

TUTO
RIAL
SPOI
NT

コードの解説

まず、文字列の長さから行数と列数を計算します。次に、2次元配列に対して文字列の文字を1文字ずつ順番に格納していきます。最後に、グリッドの内容を行ごとに出力します。

文字列の長さが行数と列数の積で割り切れない場合、余ったセルにはヌル文字(\0)が格納されるため、出力時にはそのチェックを行い、文字が存在する部分だけを表示して改行しています。

この例では、14文字の文字列「TUTORIALSPOINT」が4行4列のグリッドに変換され、最後の行には残りの文字「NT」のみが出力されます。