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データ構造とアルゴリズムAdvent Calendar 2018Day 12
@gis

作成したアルゴリズムが行進する

Last updated at Posted at 2018-12-11

11日目の記事は @okateim さんの 「最短包含区間問題」 でした。

※[注意]この記事はネタです。

"アルゴリズムこうしん"とは

アルゴリズムたいそう / アルゴリズムこうしんとは、NHK教育「ピタゴラスイッチ」の中で行われる体操のようなレクリエーションである。
(引用: ニコニコ大百科 - アルゴリズムこうしん)

詳しくはNHK教育の"ピタゴラスイッチ"を見てください。

行進の状態

ID 掛け声(状態) 備考
0 ( いっぽ すすむ だけ ) 最初の状態
1 いっぽ すすんで まえならえ メイン行進の1番目
2 いっぽ すすんで えらいひと メイン行進の2番目
3 ひっくりかえって ぺこりんこ メイン行進の3番目
4 よこにあるいて きょろきょろ メイン行進の4番目
5 ちょっと ここらで ひらおよぎ メイン行進の5番目
6 ちょっと しゃがんで くりひろい メイン行進の6番目
7 くうき いれましょ シュウッ シュウ メイン行進の7番目
8 くうきが はいって ピュウッ ピュウ メイン行進の8番目
9 そろそろ おわりかな 終了にかけての行進
10 おわり 行進終了

この辺はenumでまとめましょう。

enum
    enum algorithm_march_name :size_t {
        empty,
        maenarae,
        eraihito,
        pekorinko,
        kyorokyoro,
        hiraoyogi,
        kurihiroi,
        shushu,
        pyupyu,
        owarikana,
        owari,
    };

また、文章もまとめます。

string
    constexpr std::array<const char* const, 11> algorithm_march_string{{
    "",
    "いっぽ すすんで まえならえ",
    "いっぽ すすんで えらいひと",
    "ひっくりかえって ぺこりんこ",
    "よこにあるいて きょろきょろ",
    "ちょっと ここらで ひらおよぎ",
    "ちょっと しゃがんで くりひろい",
    "くうき いれましょ シュウッ シュウ",
    "くうきが はいって ピュウッ ピュウ",
    "そろそろ おわりかな",
    "おわり"
    }};

行進の状態を蝶々に例えると

状態 蝶々
最初の状態 卵
メイン行進 幼虫
終了にかけての行進 さなぎ
行進終了 成虫

こんな感じです。例えがわかりにくすぎる

行進に使う変数はクラスにまとめておきます。

The_Algorithm_March.hpp
    class AlgorithmMarch {
    private:
        //行進(更新)カウンタ
        size_t update_counter = 0;
        //メイン行進のループ数
        size_t main_loop = 2;
        size_t main_loop_counter = 0;
        //おわりかなのループ数
        size_t end_loop = 5;
        size_t end_loop_counter = 0;
        bool is_end_loop = false;
        bool is_end = false;
        //行進するメンバー数
        size_t people_num;
        std::unique_ptr<size_t[]> people;
    };

これにて完成です。

全体のソースコード

The_Algorithm_March.hpp
//------------------------------
//The Algorithm March
//------------------------------

#pragma once
#include <array>
#include <vector>
#include <string>
#include <memory>
#include <iostream>

namespace march {

    enum algorithm_march_name :size_t {
        empty,
        maenarae,
        eraihito,
        pekorinko,
        kyorokyoro,
        hiraoyogi,
        kurihiroi,
        shushu,
        pyupyu,
        owarikana,
        owari,
    };

    constexpr std::array<const char* const, 11> algorithm_march_string{{
    "",
    "いっぽ すすんで まえならえ",
    "いっぽ すすんで えらいひと",
    "ひっくりかえって ぺこりんこ",
    "よこにあるいて きょろきょろ",
    "ちょっと ここらで ひらおよぎ",
    "ちょっと しゃがんで くりひろい",
    "くうき いれましょ シュウッ シュウ",
    "くうきが はいって ピュウッ ピュウ",
    "そろそろ おわりかな",
    "おわり"
    }};

    class AlgorithmMarch {
    private:
        //行進(更新)カウンタ
        size_t update_counter = 0;
        //メイン行進のループ数
        size_t main_loop = 2;
        size_t main_loop_counter = 0;
        //おわりかなのループ数
        size_t end_loop = 5;
        size_t end_loop_counter = 0;
        bool is_end_loop = false;
        bool is_end = false;
        //行進するメンバー数
        size_t people_num;
        std::unique_ptr<size_t[]> people;

    public:
        //コンストラクタ
        //AlgorithmMarch(行進のループ数, "おわりかな"の回数, 行進する人数)
        AlgorithmMarch(const size_t main_, const size_t end_, const size_t num_)
            :main_loop(main_), end_loop(end_), people_num(num_), people(new size_t[num_]) {
            for (size_t i = 0; i < num_; ++i) people[i] = empty;
        }
        //コンストラクタ
        //AlgorithmMarch(行進する人数)
        AlgorithmMarch(const size_t num_)
            : people_num(num_), people(new size_t[num_]) {
            for (size_t i = 0; i < num_; ++i) people[i] = empty;
        }

        size_t updateCounter() const { return update_counter; }
        size_t mainLoop() const { return main_loop; }
        size_t mainLoopCounter() const { return main_loop_counter; }
        size_t endLoop() const { return end_loop; }
        size_t endLoopCounter() const { return end_loop_counter; }
        bool isEndLoop() const { return is_end_loop; }
        bool isEnd() const { return is_end; }
        //行進する人数を返す
        size_t peopleNum() const { return people_num; }

        //指定したIDの人の行進状態を返す
        size_t peopleArrayID(const size_t id_) const { return people[id_]; }

        //人々の行進状態をstd::vectorに入れる
        void peopleVector(std::vector<size_t>& people_vector_) {
            people_vector_.resize(people_num);
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) people_vector_[i] = people[i];
        }
        //人々の行進状態を配列に入れる
        void peopleArray(size_t* const people_vector_) {
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) people_vector_[i] = people[i];
        }

        int statusUpdateMain(const size_t id_) {
            switch (people[id_])
            {
            case empty:
                people[id_] = maenarae;
                return 1;
            case owarikana:
            case owari:
                break;
            case pyupyu:
                people[id_] = maenarae;
                break;
            default:
                ++people[id_];
                break;

            }
            return 0;
        }

        //行進を更新
        int statusUpdate(const size_t id_) {

            if (is_end) {
                for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) people[i] = owari;
                return 3;
            }
            if (end_loop_counter > 0 && people[id_] != owarikana) {
                people[id_] = owarikana;
                for (size_t i = id_ + 1; i < people_num; ++i) statusUpdateMain(i);
                return 2;
            }
            return statusUpdateMain(id_);
        }

        void mainLoopUpdate() {
            if (update_counter % 8 == 0) {
                if (main_loop == main_loop_counter) is_end_loop = true;
                ++main_loop_counter;
            }
            ++update_counter;
        }

        void endLoopUpdate() {
            if (!is_end_loop) return;
            if (end_loop == end_loop_counter) is_end = true;
            ++end_loop_counter;
        }

        void statusUpdate() {
            //"おわり"だったら終了
            if (is_end) return;
            mainLoopUpdate();
            endLoopUpdate();
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) if (statusUpdate(i)) break;
        }

        void print(const size_t id_) {
            std::cout << algorithm_march_string[people[id_]];
        }
        void print(const size_t id_, const std::array<const char* const, 11>& message_) {
            std::cout << message_[people[id_]];
        }

        void print() {
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) print(i);
        }
        void print(const std::array<const char* const, 11>& message_) {
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) print(i, message_);
        }

        void print(const std::string& str_) {
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) {
                print(i);
                std::cout << str_;
            }
        }
        void print(const std::string& str_, const std::array<const char* const, 11>& message_) {
            for (size_t i = 0; i < people_num; ++i) {
                print(i, message_);
                std::cout << str_;
            }
        }

    };

}
Source.cpp
#include "The_Algorithm_March.hpp"

int main() {

    //行進を作成(行進のループ数, "おわりかな"の回数, 行進する人数)
    march::AlgorithmMarch am(3, 10, 5);

    //行進メインループ
    while(!am.isEnd()) {

        //行進を更新
        am.statusUpdate();

        //参加者の行進を"/"で区切る
        am.print("/", march::algorithm_march_string);

        //1ターンの行進が終わったら改行
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

実行結果

いっぽ すすんで まえならえ/////
いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ////
ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ///
よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ//
ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/
ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/
くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/
くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/
いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/
いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/
ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/
よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/
ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/
ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/
くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/
くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/
いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/
いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/
ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/
よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/
ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/いっぽ すすんで まえならえ/
ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/いっぽ すすんで えらいひと/
くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/ひっくりかえって ぺこりんこ/
くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/よこにあるいて きょろきょろ/
そろそろ おわりかな/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/ちょっと ここらで ひらおよぎ/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/ちょっと しゃがんで くりひろい/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/くうき いれましょ シュウッ シュウ/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/くうきが はいって ピュウッ ピュウ/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/そろそろ おわりかな/
おわり/おわり/おわり/おわり/おわり/

おわり。

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