C++で菱形（ダイヤモンド）パターンを出力するプログラムの作り方

本記事では、コンソールに菱形（ダイヤモンド型）の星形パターンを出力するC++プログラムを紹介します。行数を入力すると、その大きさに応じた菱形が表示される、定番のアルゴリズム演習問題です。二重ループの考え方を学ぶのに最適な題材なので、ぜひ参考にしてください。

アルゴリズム

菱形の出力は「上半分」と「下半分」の2段階に分けて考えるのがポイントです。まず上向きの三角形を作り、次に同じ処理を逆順に実行することで、対称的な菱形が完成します。

Begin
    行数 n を入力として受け取る（nは菱形の寸法を表す）。
    変数 i、j を宣言し、space = 1 で初期化する。
    space = n - 1 と設定する。
    i が n に達するまでforループを繰り返す。
        空白を出力するためのforループを実行する。
        space を1つ減らす。
        星印（*）を出力するためのforループを実行する。
    同じ処理を今度は逆順に行う。
    space = 1 で初期化する。
    i が n に達するまでforループを繰り返す。
        空白を出力するためのforループを実行する。
        space を1つ増やす。
        星印（*）を出力するためのforループを実行する。
End

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n, i, j, space=1;
    cout<<"Enter number of rows : ";
    cin>>n;
    space=n-1;
    for (i=1; i<=n; i++) {
        for(j=1; j<=space; j++) {
            cout<<" "; //空白を出力
        }
        space--;
        for(j=1; j<=(2*i-1); j++) {
            cout<<"*"; //星印を出力
        }
        cout<<"\n";
    }
    //ここから逆順の出力
    space=1;
    for (i=1; i<=n; i++) {
        for(j=1; j<=space; j++) {
            cout<<" "; //空白を出力
        }
        space++;
        for(j=1; j<=(2*(n-i)-1); j++) {
            cout<<"*"; //星印を出力
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

※元のコードでは戻り値の型を省略した main() が使われていますが、現代のC++規格では int main() と記述するのが正しい書き方のため、上記のサンプルでは修正しています。

プログラムの仕組み

上半分のループでは、各行ごとに空白の数を1つずつ減らしながら、星印を奇数個（1個、3個、5個…）ずつ増やしていきます。星印の個数は 2 * i - 1 という式で計算されており、これにより中央に向かって幅が広がる三角形が描かれます。

下半分のループではその逆を行い、空白を増やしながら星印を 2 * (n - i) - 1 個ずつ減らしていくことで、下向きの三角形が描かれます。この2つの三角形を組み合わせることで、完全な菱形になります。

実行結果

Enter number of rows: 4
*
***
*****
*******
*****
***
*

行数として「4」を入力すると、上記のように7段の菱形パターンが出力されます。入力する数値を変えれば、任意の大きさの菱形を自由に生成できます。