C++で文字列から結果の色の組み合わせを求める方法

プログラミングの問題の中には、与えられたルールに従って文字列を順番に処理し、最終的な結果を導き出すものがあります。本記事では、3つの色(G・B・Y)からなる文字列が与えられたとき、以下の関係式に基づいて最終的に得られる色をC++で求める方法を解説します。

問題の定義

色と色を組み合わせたときの結果は、次のルールで決まります。

• B × G = Y
• Y × B = G
• G × Y = B

例えば、文字列が「GBYGB」であれば結果は B になり、「BYB」であれば結果は Y になります。

アルゴリズムの考え方

アプローチは非常にシンプルです。

1. 文字列の先頭の文字を初期の結果色として設定します。
2. 2文字目以降の各文字について、現在の結果色と順番に比較していきます。
3. 両者が異なる場合は、上記の組み合わせルールに従って新しい結果色を求めます。
4. すべての文字を処理し終えた時点の結果色が答えとなります。

C++での実装例

#include <iostream>
using namespace std;

char combination(string s) {
    char color = s[0];
    for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
        if (color != s[i]) {
            if ((color == 'B' || color == 'G') && (s[i] == 'G' || s[i] == 'B'))
                color = 'Y';
            else if ((color == 'B' || color == 'Y') && (s[i] == 'Y' || s[i] == 'B'))
                color = 'G';
            else
                color = 'B';
        }
    }
    return color;
}

int main() {
    string color_str = "GBYBGY";
    cout << "Color Combination Result: " << combination(color_str);
}

実行結果

Color Combination Result: B

コードの解説

関数 combination() では、まず文字列の最初の文字を変数 color に格納します。その後、残りの文字を先頭から順に走査し、現在の結果色と異なる文字が出てきたタイミングで、組み合わせのルールに基づいて結果色を更新していきます。

• 現在の色と対象の文字が「B」と「G」の組み合わせなら、結果は「Y」になります。
• 「B」と「Y」の組み合わせなら、結果は「G」になります。
• それ以外(「G」と「Y」の組み合わせ)なら、結果は「B」になります。
• 同じ色同士が続いた場合は、結果色はそのまま維持されます。

このアルゴリズムの計算量は O(n)(nは文字列の長さ)であり、文字列を一度だけ走査するため、非常に効率的に処理できるのが特徴です。