C++

問題の概要 この記事では、二分木(BT)が与えられたときに、その中に含まれる最大のBST(二分探索木)部分木を見つけるという問題を解説します。 二分木とは、データを格納するために用いられる特殊なデータ構造で、「各ノードが最大2つの子ノードを持つ」という条件を満たす木構造です。 二分探索木(BST)は、すべてのノードが次の性質を満たす木のことです。 左部分木のキー値は、親(ルート)ノードのキー値よりも小さい。 右部分木のキー値は、親(ルート)ノードのキー値以上である。 具体例で問題を確認してみましょう。 入力: 出力:3 説明: 木全体がBSTとして成立しています。 解法アプローチ1:各ノ

問題の概要 この問題では、ある整数 N が与えられ、その約数の中に含まれる最大の「良い数(good number)」を見つけることが求められます。 「良い数」とは? 「良い数」とは、どの桁の数字も、それより右側(下位の桁)にあるすべての数字の合計よりも大きい数のことです。 たとえば 732 は良い数です。「7 > 3 + 2」「3 > 2」という条件がすべて満たされているためです。 入出力例 入力 : N = 15 出力 : 15 解説: 15 の約数は 1, 3, 5, 15 の4つです。この中で最大の良い数は 15 となります。 解法のアプローチ この問題へのシンプルな解

問題概要この問題では、1桁の数字のみで構成されたサイズNの配列arr[]が与えられます。求めるのは、2、3、5のすべてで割り切れる最大の数です。具体例で問題を確認してみましょう。入力 : arr[] = {1, 0, 5, 2} 出力 : 510説明 −数値510は、2、3、5のすべてで割り切れます。解法アプローチこの問題へのシンプルなアプローチは、組み立てた数の割り切り性を基本的な条件から確認していくことです。まず、ある数が2と5の両方で割り切れるということは、すなわち10で割り切れることを意味します。10の倍数を作るためには、配列に0が含まれている必要があります。配列に0が存在する場合は、

この問題では、双方向連結リスト（Doubly Linked List）LLが与えられ、リスト内の最大のノードを見つけることが課題となります。問題の例具体例を使って問題を理解しましょう。入力 : linked-list = 5 -> 2 -> 9 -> 8 -> 1 -> 3 出力 : 9解法アプローチこの問題に対するシンプルな解決策は、連結リストを先頭から末尾まで線形に走査することです。走査の過程で、現在のノードのデータ値がこれまでの最大値（maxVal）よりも大きい場合、maxValを現在のノードに更新します。走査が完了した時点で、maxValが指すノードのデー

問題の概要 この問題では、2つの整数値が与えられます。1つは数値の桁数を表す N、もう1つは桁の合計を表す sum です。目的は、指定された桁数と桁の合計を満たす最大の数を見つけることです。 具体例で問題を確認しましょう。 入力 : N = 3, sum = 15 出力 : 960 3桁の数のうち、桁の合計が15になる最大の数は 960 です(9 + 6 + 0 = 15)。 解法1: 全探索(ブルートフォース) 最も単純なアプローチは、N桁のすべての数を大きい方から小さい方へ順に走査し、桁の合計を計算して、sum と一致した時点でその数を返す方法です。 実装例 #include <io

この記事では、2つの整数値 n と m が与えられたとき、2進数表現において n 個のセットビット（1）と m 個のアンセットビット（0）を持つ最大の数を求める方法について解説します。問題の理解まず、具体的な例で問題を確認してみましょう。入力 : n = 3, m = 1出力 : 14説明：最大の数になるのは、上位に3つのセットビットが並び、その下位に1つのアンセットビットが続くパターンです。(1110)2 = 14解法アプローチこの問題へのシンプルなアプローチは、まず (n + m) 個すべてのビットがセットされた数を作成し、そこから下位（LSB側）の m ビットをオフにするというものです。

この記事では、N個のソートされていない要素からなる配列 arr[] が与えられたとき、その中で最も大きい合計値を持つペア（最大ペア和）を見つける方法を解説します。 つまり、配列内の2つの要素を選んだとき、その合計が最大となる組み合わせを求めるという問題です。 問題の例 具体的な入出力例を見てみましょう。 入力 : arr[] = {7, 3, 9, 12, 1} 出力 : 21 説明： 最大の合計を持つペアは (9, 12) であり、その合計は 9 + 12 = 21 となります。 解決アプローチ この問題に対するシンプルかつ効率的な解法は、配列内の最大値と2番目に大きい値（次点の最大値）を組

この記事では、ソートされていない N 個の要素からなる配列 arr[] が与えられたときに、配列内で最も大きい3つの要素を見つける方法を解説します。問題の例まず、具体例を使って問題を確認しましょう。入力 : arr[] = {7, 3, 9, 12, 1} 出力 : 12, 9, 7解決アプローチ求めるのは「配列の中で最大の3つの要素を見つけて出力する」ことです。これを実現する方法は複数あります。方法1：一度の走査で上位3要素を追跡する（O(n)）最大の3つの要素の値を保持するために、max、max2、max3 という3つの変数を用意し、すべて arr[0] で初期化します。続いて、配列を先頭

問題概要この問題では、2つの値 lValue と hValue が与えられ、指定された範囲内で最大の双子素数（ツイン素数）を見つけることが求められます。双子素数とは、両方とも素数であり、その差が2であるような数のペアを指します。例えば (3, 5)、(11, 13)、(71, 73) などが代表例です。具体例で問題を確認してみましょう。入力 : lValue = 65, rValue = 100出力 : 71, 73範囲 [65, 100] の中で、差が2となる素数ペアは (71, 73) のみであり、これが答えとなります。解決アプローチアプローチ1: 単純なループによる探索最もシンプルな解決

この問題では、壁の長さを表す整数 W、および2種類の棚の長さを表す整数 n と m の3つの値が与えられます。課題は「棚の配置問題（Fitting Shelves Problem）」を解くプログラムを作成することです。 棚を配置した後に壁へ残る空きスペースを最小限に抑える方法を見つける必要があります。さらに副次的な条件として、大きな棚ほど製作コストの面で有利なため、できる限り大きな棚を優先的に使用しなければなりません。 出力は以下の形式で行います。 nサイズの棚の個数　mサイズの棚の個数　残りのスペース 問題の例 入力: W = 12, n = 5, m = 3 出力: 0 4 0 解説 こ

この記事では、FizzBuzz問題の実装方法とその種類について詳しく解説します。 FizzBuzzとは? FizzBuzzは、プログラミング学習の定番として知られるシンプルな問題です。1から100までの数字を出力する際に、3の倍数を「Fizz」に、5の倍数を「Buzz」に置き換えて表示します。 具体例 1, 2, Fizz, 4, Buzz, Fizz, 7, 8, Fizz, Buzz, 11, Fizz, 13, 14, Fizz Buzz, 16, 17, Fizz, 19, Buzz,.... 解法のアプローチ この問題を解く最もシンプルな方法は、1から100までのループ処理を行い、各

この記事では、マルチレベル連結リスト（Multilevel Linked List）をフラット化するプログラムをC++で作成する方法について解説します。フラット化とは、第1レベルのノードをすべて先に並べ、その後に第2レベルのノードが続くように、階層構造を持つリストを1本の直線的な連結リストへ変換する操作のことです。マルチレベル連結リストとはマルチレベル連結リストとは、多次元的なデータ構造の一種です。各ノードは2つのポインタを持ちます。1つは次のノードを指す「next」ポインタ、もう1つは1つ以上のノードからなる子リストを指す「child」ポインタです。この子ポインタは、他のリストのノードを指す

この問題では、right と down という2つのポインタを持つノードで構成されるリンクリストが与えられます。 rightポインタ： メインとなるリンクリストをつなぐためのポインタです。 downポインタ： そのノードから始まるサブリンクリストをつなぐためのポインタです。 すべてのリンクリストはそれぞれソート済みであるものとします。求められているのは、これらの複数のリンクリストを1本のリストにまとめる（フラット化する）プログラムを作成することです。そして、結果として得られるリストもソート済みの状態になっていなければなりません。 問題の例 入力： 出力： 1-> 9->

この記事では、正の整数 N が与えられたときに、その数が質素数（Frugal Number）であるかどうかを判定するプログラムを C++ で作成する方法を解説します。 質素数とは？ 質素数（FRUGAL NUMBER）とは、その数自身の桁数が、素因数分解による表現の桁数よりも厳密に大きい数のことです。 例：625 の場合 625 を素因数分解すると 54 となります。 625 自身の桁数：3 桁 54 の表現の桁数：2 桁 3 は 2 よりも厳密に大きいため、625 は質素数です。 最初のいくつかの質素数：125、128、243、256、343、512、625 など 問題を理解するための具

この問題はニムゲーム（Nim Game）と呼ばれるもので、山積みの石の数を表す正整数 N が与えられ、2人のプレイヤー playerA と playerB が交互に石を取っていくゲームです。私たちの課題は、このゲームの勝者を予測するプログラムを作成することです。 ニムゲームとは ここでは、1つの山に積まれた石と、playerA・playerB の2人のプレイヤーがいます。各プレイヤーの番には、山から石をちょうど1個だけ取り除くことができます。playerA が先手として最初の石を取ることから始まり、最後に石を取ったプレイヤーが勝者となります。 具体的な例を見てみましょう。 入力：N = 6 出

この問題では、N個の整数値からなる配列 arr[] が与えられます。私たちのタスクは、配列内で偶数回出現する最初の要素を見つけるプログラムを作成することです。条件を満たす要素が存在する場合はその要素を返し、存在しない場合は false を表す -1 を返します。問題を理解するための例入力: arr[] = {2, 3, 7, 2, 3, 6, 4, 1, 2} 出力: 3この例では、要素「2」は3回、「3」は2回出現しています。したがって、偶数回（2回）出現する最初の要素は「3」となり、これが出力となります。解決アプローチこの問題を解く最もシンプルな方法は、配列の各要素を1つずつ取り上げて、そ

問題概要この問題では、ある整数 n が与えられ、(n1 + n2 + n3 + n4) mod 5 の値を求めることが課題となります。具体例を見てみましょう。入力：n = 5 出力：0説明：(51 + 52 + 53 + 54) mod 5 = (5 + 25 + 125 + 625) mod 5 = 780 mod 5 = 0解法1：式を直接計算する方法最もシンプルなアプローチは、与えられた n の値に対して式の値をそのまま計算し、その結果を5で割った余りを返す方法です。以下は、この解法の動作を示すC++プログラムです。#include <iostream> using name

問題概要 この問題では、2つの整数 n と k が与えられ、n の2進数表現における k 番目のビットの値を求めることが課題となります。 具体例で理解しよう 入力：n = 5, k = 2 出力：0 解説： 5 の2進数表現 = 0101 最下位ビット（LSB）から数えて2番目のビットは 0 です。 解法のアプローチ この問題は、ビット演算を使うことで効率的に解くことができます。手順は以下の通りです。 k 番目のビットだけが 1 になっている数（つまり「1」を (k−1) 回左シフトした値）を作成します。 その数と n のビットごとの AND（論理積）を計算します。これにより、k 番目以

はじめに プログラミングにおけるループ（繰り返し処理）は、同じコードブロックを複数回実行するために使用されます。本記事では、C++でよく使われる2種類のループ、forループとwhileループの違いについて詳しく解説します。 forループとは forループは反復制御構造の一種で、指定したコードブロックをあらかじめ決めた回数だけ繰り返し実行するための構文です。初期化・条件・更新を1行にまとめて記述できるため、繰り返し回数が明確な場合に適しています。 構文 for(初期化; 条件; 更新){     // 繰り返し実行するコード } whileループとは wh

この問題では、2つの値 x と y が与えられ、y を 2 の x 乗（2x）で割った余りの値を求めることが課題となります。 具体例を見て、問題の内容を確認しましょう。 入力 : x = 2, y = 19 出力 : 3 解説 − y % 2x = 19 % 22 = 19 % 4 = 3 解法のアプローチ 最もシンプルな解法は、pow() 関数を使って 2x の値を直接計算し、その後で y % 2x を求める方法です。 もうひとつの効率的なアプローチとして、対数（log）を活用する方法があります。y < 2x が成り立つ場合、割り算の余りは y 自身と等しくなります。この条件は次の