C++で配列データからヒストグラムを作成するプログラムの書き方

この記事では、C++を使って配列内のデータからヒストグラム（度数分布図）を作成するプログラムを解説します。

ここでは、配列に格納された整数値をもとに、縦軸・横軸の両方が配列の値と対応するヒストグラムをコンソール上に描画することを目標とします。

アルゴリズムの流れ

ヒストグラムの描画は、以下の手順で行います。

1. 最大値の取得：max_element関数を使って配列内の最大値を求めます。この値がヒストグラムの最上部（y軸の最大値）になります。
2. 上の行から順に出力：最大値から0まで1ずつ減らしながら各行を処理し、その行の高さ（i）以上の値を持つ配列要素の位置に「x」を表示します。条件を満たさない位置は空白のままにします。
3. 軸と元データの表示：すべての行を出力した後、区切り線を描き、その下に元の配列の値を横一列に並べて出力します。

サンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void make_histogram(int arr[], int n){
    int maxEle = *max_element(arr, arr + n);
    for (int i = maxEle; i >= 0; i--) {
        cout.width(2);
        cout << right << i << " | ";
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            if (arr[j] >= i)
                cout << " x ";
            else
                cout << "   ";
        }
        cout << "\n";
    }
    for (int i = 0; i < n + 3; i++)
        cout << "---";
    cout << "\n";
    cout << " ";
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout.width(2);
        cout << right << arr[i] << " ";
    }
}
int main() {
    int arr[10] = { 10, 9, 12, 4, 5, 2,
                    8, 5, 3, 1 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    make_histogram(arr, n);
    return 0;
}

実行結果

12 | x
11 | x
10 | x x
 9 | x x x
 8 | x x x x
 7 | x x x x
 6 | x x x x
 5 | x x x x x x
 4 | x x x x x x x
 3 | x x x x x x x x
 2 | x x x x x x x x x
 1 | x x x x x x x x x x
 0 | x x x x x x x x x x
---------------------------------------
10  9 12  4  5  2  8  5  3  1

出力の見方

この例では、配列の値が {10, 9, 12, 4, 5, 2, 8, 5, 3, 1} であり、最大値は12です。そのため、12行分のバーが上から順に描画されます。

各列は配列の各要素に対応しており、その要素の値が現在の行番号（左端の数字）以上であれば「x」が表示されます。たとえば、最初の要素である10は、行番号が10以下の行で「x」として現れます。

一番下の行には元の配列の値がそのまま表示されるため、どの列がどのデータに対応しているのかがひと目でわかるようになっています。cout.width(2)による桁揃えを行うことで、数値のずれを防ぎ、見やすい出力を実現しています。