C++で配列内の数値の頻度（出現回数）を求める方法

配列に n 個の異なる要素が格納されているとします。この配列の中から、特定の要素が何回出現するか（頻度）を調べたい場合があります。

例えば、配列 A = [5, 12, 26, 5, 3, 4, 15, 5, 8, 4] の中で「5」の頻度を調べると、答えは 3 になります。

アルゴリズムの考え方

この問題は、次の手順で解くことができます。

1. 配列を左端から順に走査します。
2. 現在の要素が調べたい数値と一致したら、カウンターを1つ増やします。
3. 一致しない場合は、そのまま次の要素へ進みます。
4. 配列の最後まで走査したら、カウンターの値が頻度となります。

このアルゴリズムの計算量は O(n) で、配列の要素数に比例して処理時間が増加しますが、非常にシンプルで効率的な方法です。

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;

int countElementInArr(int arr[], int n, int e) {
    int count = 0;
    for(int i = 0; i<n; i++){
        if(arr[i] == e)
            count++;
    }
    return count;
}

int main () {
    int arr[] = {5, 12, 26, 5, 3, 4, 15, 5, 8, 4};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    int e = 5;
    cout << "Frequency of " << e << " in the array is: " << countElementInArr(arr, n, e);
}

実行結果

Frequency of 5 in the array is: 3

コードの解説

このプログラムでは、countElementInArr という関数が配列・要素数・調べたい値を受け取り、for ループで配列を1周して一致する要素の数を数えています。

また、sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) を使うことで、配列の全体サイズを1要素分のサイズで割り、要素数 n を自動的に求めています。この手法により、配列の要素数が変わってもコードを修正する必要がありません。

なお、同じ配列内のすべての要素の頻度を一度に調べたい場合は、ハッシュマップ（unordered_map）を利用すると、O(n) の計算量で効率的に集計できます。