【C++】投資額と投資期間から利益配分比率を計算するプログラム

本記事では、複数の出資者による投資額を格納した配列と、それぞれの投資期間を格納した配列が与えられたとき、利益配分比率(profit sharing ratio)を求めるC++プログラムを紹介します。

利益配分比率とは

組合企業(パートナーシップ)では、事業への出資額(資本)に応じて各パートナー間で損益が配分されます。この出資割合をもとに利益配分比率を計算することで、各パートナーが受け取るべき利益の額を決定できます。

計算式:

パートナー1 = 出資額 × 投資期間
パートナー2 = 出資額 × 投資期間
パートナー3 = 出資額 × 投資期間
…
パートナーn = 出資額 × 投資期間

利益配分比率 = パートナー1 : パートナー2 : パートナー3 : …

実行例

入力: amount[] = { 1000, 2000, 2000 }
      time[]   = { 2, 3, 4 }
出力: 利益配分比率 1 : 3 : 4

入力: amount[] = { 5000, 6000, 1000 }
      time[]   = { 6, 6, 12 }
出力: 利益配分比率 5 : 6 : 2

解き方のアプローチ

• 複数の出資者の投資額を格納する配列と、それぞれの投資期間を格納する配列を入力として受け取ります
• 各出資者について「投資額 × 投資期間」を計算します
• 計算した値全体の最大公約数(GCD)を求め、各値をGCDで割ることで最も簡単な整数比にします
• 最終的な比率を表示します

アルゴリズム

1. GCD(最大公約数)を計算する関数を定義する
   配列の先頭要素を初期値とし、残りの要素と順に最大公約数を求めて更新していきます。すべての要素を処理した結果を返します。
2. 利益配分比率を計算する関数を定義する
   各出資者について「投資額 × 投資期間」を別の配列に格納し、その配列のGCDを求めます。続いて、各要素をGCDで割った値を「 : 」で連結して出力します。
3. main() 関数
   投資額の配列・投資期間の配列を用意し、sizeof で配列サイズを計算してから cal_ratio() を呼び出します。

C++での実装例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 最大公約数(GCD)を計算する関数
int GCD(int arr[], int size) {
    int i;
    int result = arr[0];
    for (i = 1; i < size; i++)
        result = __gcd(arr[i], result);
    return result;
}

// 利益配分比率を計算して表示する関数
void cal_ratio(int amount[], int time[], int size) {
    int i, arr[size];
    // 投資額 × 投資期間 を計算
    for (i = 0; i < size; i++)
        arr[i] = amount[i] * time[i];
    // GCDを求めて比率を簡約
    int ratio = GCD(arr, size);
    // 比率を出力
    for (i = 0; i < size - 1; i++)
        cout << arr[i] / ratio << " : ";
    cout << arr[i] / ratio;
}

int main() {
    int amount[] = { 1000, 2000, 2000 };
    int time[] = { 2, 3, 4 };
    int size = sizeof(amount) / sizeof(amount[0]);
    cout << "profit sharing ratio ";
    cal_ratio(amount, time, size);
    return 0;
}

出力結果

profit sharing ratio 1 : 3 : 4

プログラムのポイント

• __gcd() はGCCが提供する組み込み関数で、2つの整数の最大公約数を返します。<bits/stdc++.h> をインクルードすることで利用できます。
• 「投資額 × 投資期間」という積は、金額と期間の両方を考慮した加重出資額を表します。
• 全体のGCDで各値を割ることで、これ以上約分できない最もシンプルな整数比を得られます。