【全探索 3】+1, -1, ‘1’+, +’1′

今回は paiza 「【全探索 3】+1, -1, ‘1’+, +’1’」の問題に挑戦！

全探索ってことでシンプルに全部書いたなら長くなりすぎた(´;ω;｀)

問題概要

◯ 入力

• N 個の自然数 X1,X2,…,XN​ が与えられる。

◯ 操作ルール

• 任意の2つの数を選ぶ。
• それぞれの数に対して「次の操作のいずれかを1回だけ行える（行わなくても良い）」：
  • +1 する
  • -1 する
  • 先頭に「1」をつける
  • 末尾に「1」をつける
• これで得られた2つの数の差の絶対値を計算。

◯ 出力

• 操作後の 2 つの数の差の絶対値の "最小値" を出力。

入力例:

3
111
222
333

出力例:

109

✅ OK例：シンプルに全部書く

const rl = require('readline').createInterface({ input:process.stdin });

const lines = [];

rl.on('line', (input) => lines.push(input));

rl.on('close', () => {
    const N = Number(lines[0]);
    const X = lines.slice(1).map(Number);
    
    
    let minDiff = Infinity;
    
    for (let i = 0; i < N; i++) {
        const A = X[i];
        const A1 = A + 1;
        const A2 = A - 1;
        const A3 = '1' + A
        const A4 = A + '1';
        
        for (let j = 0; j < N; j++) {
            if (i === j) continue;
            
            const B = X[j];
            const B1 = B + 1;
            const B2 = B - 1;
            const B3 = '1' + B;
            const B4 = B + '1';
            
            if (Math.abs(A - B) < minDiff) minDiff = Math.abs(A - B);
            if (Math.abs(A - B1) < minDiff) minDiff = Math.abs(A - B1);
            if (Math.abs(A - B2) < minDiff) minDiff = Math.abs(A - B2);
            if (Math.abs(A - B3) < minDiff) minDiff = Math.abs(A - B3);
            if (Math.abs(A - B4) < minDiff) minDiff = Math.abs(A - B4);
            if (Math.abs(A1 - B) < minDiff) minDiff = Math.abs(A1 - B);
            if (Math.abs(A1 - B1) < minDiff) minDiff = Math.abs(A1 - B1);
            if (Math.abs(A1 - B2) < minDiff) minDiff = Math.abs(A1 - B2);
            if (Math.abs(A1 - B3) < minDiff) minDiff = Math.abs(A1 - B3);
            if (Math.abs(A1 - B4) < minDiff) minDiff = Math.abs(A1 - B4);
            if (Math.abs(A2- B) < minDiff) minDiff = Math.abs(A2 - B);
            if (Math.abs(A2 - B1) < minDiff) minDiff = Math.abs(A2 - B1);
            if (Math.abs(A2 - B2) < minDiff) minDiff = Math.abs(A2 - B2);
            if (Math.abs(A2 - B3) < minDiff) minDiff = Math.abs(A2 - B3);
            if (Math.abs(A2 - B4) < minDiff) minDiff = Math.abs(A2 - B4);
            if (Math.abs(A3 - B) < minDiff) minDiff = Math.abs(A3 - B);
            if (Math.abs(A3 - B1) < minDiff) minDiff = Math.abs(A3 - B1);
            if (Math.abs(A3 - B2) < minDiff) minDiff = Math.abs(A3 - B2);
            if (Math.abs(A3 - B3) < minDiff) minDiff = Math.abs(A3 - B3);
            if (Math.abs(A3 - B4) < minDiff) minDiff = Math.abs(A3 - B4);
            if (Math.abs(A4 - B) < minDiff) minDiff = Math.abs(A4 - B);
            if (Math.abs(A4 - B1) < minDiff) minDiff = Math.abs(A4 - B1);
            if (Math.abs(A4 - B2) < minDiff) minDiff = Math.abs(A4 - B2);
            if (Math.abs(A4 - B3) < minDiff) minDiff = Math.abs(A4 - B3);
            if (Math.abs(A4 - B4) < minDiff) minDiff = Math.abs(A4 - B4);
        }
    }
    
    console.log(minDiff);
});

◯ コードの流れ

1. 入力の読み込み
   • N を読み込み、続く X の配列を作る。
2. 最小差を管理する変数 minDiff を初期化
   • 初期値は Infinity にしておく。
3. 2重ループで2つの数字を選ぶ
   • 外側ループで数字 A を選び、内側ループで数字 B を選ぶ（ただし i === j の場合はスキップ）。
4. A, B それぞれの操作後の値を4つずつ生成
   • A: A+1, A-1, '1'+A, A+'1'
   • B: B+1, B-1, '1'+B, B+'1'
5. 差の絶対値をひたすらチェック
   • 25パターン (5×5) の組み合わせをすべて if で書き出している。
   • その都度 minDiff を更新。
6. 結果を出力
   • 最終的に一番小さかった差を出力する。

◯ 特徴

• 動きは単純でわかりやすい。
• ただし if 文が25個も並んでいるため、冗長で「ゴリ押し」感が強い。
• 小規模問題だから成立するが、スッキリはしていない。

✨ OK例： 二次元配列　＋　4重ループ（全探索）

const rl = require('readline').createInterface({ input: process.stdin });

const lines = [];
rl.on('line', (line) => lines.push(line));

rl.on('close', () => {
    const N = Number(lines[0]);
    const X = Array.from({ length: N }, () => Array(5).fill(0));

    // 各数の5パターンを作成
    for (let i = 0; i < N; i++) {
        const val = Number(lines[i + 1]);
        X[i][0] = val;
        X[i][1] = val + 1;
        X[i][2] = val - 1;
        X[i][3] = Number("1" + val.toString());
        X[i][4] = Number(val.toString() + "1");
    }

    let ans = Infinity;

    // すべての組み合わせを調べる
    for (let i = 0; i < N; i++) {
        for (let j = i + 1; j < N; j++) {
            for (let k = 0; k < 5; k++) {
                for (let l = 0; l < 5; l++) {
                    ans = Math.min(ans, Math.abs(X[i][k] - X[j][l]));
                }
            }
        }
    }

    console.log(ans);
});

◯ コードの流れ

1. 入力の読み込み
   • N を読み込み、長さ N × 5 の二次元配列 X を用意。
2. 候補値を格納する
   • 各数について 5パターンを X[i] に入れる：
     • 0番目: 元の値
     • 1番目: +1
     • 2番目: -1
     • 3番目: 先頭に1をつける
     • 4番目: 末尾に1をつける
3. 最小差を管理する変数 ans を初期化
   • 初期値は Infinity。
4. 4重ループで全組み合わせを調べる
   • 外側2重ループ: 2つの異なる数字のペア (i, j) を選ぶ。
   • 内側2重ループ: それぞれの候補値 (k, l) を選ぶ。
   • Math.abs(X[i][k] - X[j][l]) を計算し、ans を更新。
5. 結果を出力
   • 最終的に一番小さい差を出力する。

◯ 特徴

• 25パターンの if を書かず、ループでまとめて処理。
• 二次元配列に候補を保存しておくため、操作がシンプル。
• スッキリしていて、拡張性もある。

🗒️ まとめ

◯ 問題

• 「2つの数を選び、操作後の差の絶対値を最小化する」→ 全探索で解ける問題。

◯ 実装方針

• 各数について「元の数＋4種類の操作結果」を列挙 → 計5パターンを作る。
• すべての組み合わせ（2つの数 → 5パターン × 5パターン）を比較し、最小差を求める。

◯ 解法の2パターン

• シンプル版
  • 25通りの差を if 文で直接比較。
  • 初学者でも動作が追いやすい。
  • ただし冗長で保守性が低い。
• 二次元配列＋4重ループ版
  • 各数の候補を二次元配列にまとめて、ループで網羅。
  • コードがスッキリし、拡張性も高い。

◯ 学びのポイント

• 制約が小さいときは「全探索」でシンプルに解ける。
• 冗長な書き方（if を25回書く）と、整理された書き方（二次元配列＋ループ）の両方を比較すると、
  • コードの冗長さ・保守性・見通しの違い が理解できる。
• 数字の操作に「文字列変換」を使うテクニック（"1"+val, val+"1" → Number(...)）も重要。

僕の失敗談(´;ω;｀)と解決法🐈