[Ruby] 標準入力によるデータ取得1

こんにちは！じゃいごテックのあつしです。

paizaやAOJなどの競技プログラミングサイトでプログラミングのテストが受けられるのですが、問題を解く以前に標準入力でのデータ受け取りが難しいという話をよく聞きます。
自分も最初のころはかなり苦労したのでまとめてみます。

標準入力とは

実行されているプログラムがデータを受け取る入力元のことです。キーボードやファイルからのデータ入力と思っておけばOK！
文字列で渡されるので、数値として扱うにはデータ型変更が必要です。

標準出力とは

プログラム処理結果の出力先のことです。画面表示と思っておけばOK！

データ受け取りでよく使うメソッド

とりあえず、下記4つのメソッド (gets, chomp, split, to_i) を覚えておけば、最初のうちは何とかなります。
あまり使わない引数については説明を省略しますが、「オブジェクト指向スクリプト言語 Ruby リファレンスマニュアル」を読んでみると詳しいことが書いてあり、めっちゃ勉強になりますよ！

gets メソッド

gets

1行分を読み込んで、読み込みに成功した時はその文字列を返します。

# 標準入力受け取り
# (キーボードで "abc123" と打ってエンターキーを押す)
input_str = gets

p input_str
# > "abc123\n"

puts input_str
# > abc123

chomp(chomp!) メソッド

文字列.chomp・文字列.chomp!

chomp： 末尾の改行コードを取り除いた文字列を返します。
chomp!： 元の文字列から改行コードを取り除いて上書きします。

# 標準入力受け取り
# (キーボードで "abc123" と打ってエンターキーを押す) 
input_str = gets

# chompメソッド無しだと受け取った文字列末尾に改行 "\n" が入っている
p input_str
# > "abc123\n" 

# chompメソッドは文字列末尾の改行 "\n" を除いた文字列を返す 
new_str = input_str.chomp
p new_str
# > "abc123"

# chomp!メソッドは末尾の改行を除いて元の文字列を上書きする
input_str.chomp!
p input_str
# > "abc123"

split メソッド

文字列.split("分割したい文字") ・ 文字列.split(/正規表現/)

引数で与えた文字または正規表現にマッチする部分で文字列を分割し、配列で返します。引数を省略すると 半角スペース 空白文字「\s」で分割します。
空白文字は 「半角スペース」, 「\t」, 「\r」, 「\n」, 「\f」, 「\v」 が該当します。

input_str1 = "one two three"

# 引数の文字列で分割した配列を返す
ary1 = input_str1.split(" ")

p ary1
# > ["one", "two", "three"]

# 引数を省略すると空白文字で分割する
input_str2 = "one two\nthree four\nfive six"
ary2 = input_str2.split

p ary2
# > ["one", "two", "three", "four", "five", "six"]

# 正規表現で分割も可能
input_str3 = "one and two and three"
ary3 = input_str3.split(/ and /)

p ary3
# > ["one", "two", "three"]

to_i メソッド

to_i(基数)

文字列を引数で与えた基数の整数に変換します。引数を省略すると10進数へ変換します。

# 文字列を整数に変換する
input_str1 = "100"
new_num1 = input_str1.to_i

p new_num1
# > 100
p new_num1.class
# > Integer

# 末尾に文字列が入っていてもOK
input_str2 = "500YEN"
new_num2 = input_str2.to_i

p new_num2
# > 500
p new_num2.class
# > Integer

# 先頭が数値以外だと整数値に変換できない
# （ 0 に変換される）
input_str3 = "$500"
new_num3 = input_str3.to_i

p new_num3
# > 0

データが1個の場合

getsの後にchompを付けないと、改行コードが付いたままになります。

input_str = gets

p input_str
# > "taro\n"

getsの後にchompを付けると、改行コードが除去されます。文字列受け取りの際は、とりあえずchompを付けておけば間違いが少ないと思います。

input_str = gets.chomp

p input_str
# > "taro"

getsを使ってpaiza練習問題を解いてみる

1つのデータの入力 (paizaランク D 相当)

※ paiza レベルアップ問題集 標準入力サンプル問題セット より

問題：

標準入力で1つの文字列が与えられるので、それを入力して、そのまま1行で出力してください。

解答例：

# [解答例1]
# 入力をそのまま出力するだけなのでこれでOK
puts gets

# [解答例2]
# chompをつけてもOK
# puts は末尾に改行が無い場合自動で改行を入れてくれる
puts gets.chomp

データが1行で半角スペース区切りの場合

半角スペース区切りなので引数を省略して gets.split でもOK！また、カンマ区切りのときは gets.split(",") となります。

input_ary = gets.split(" ")
p input_ary
# > ["taro", "jiro", "hanako"]

splitを使ってpaiza練習問題を解いてみる

1行のデータの入力 (paizaランク D 相当)

※ paiza レベルアップ問題集 標準入力サンプル問題セット より

問題：

標準入力で1行の文字列が与えられるので、それを入力して、そのまま1行で出力してください。

解答例：

# [解答例1] 1行をそのまま出力なので1個の入力と同じでOK
puts gets

# [解答例2]
# 通常は受け取り後に何か処理がある場合が殆どなので
# 半角スペース区切りの配列で受け取る方法が便利です
# 入力例2 "a b c\n"
input_ary = gets.chomp.split
# joinメソッドで配列を半角スペース区切りで結合して表示
puts input_ary.join(" ")
# > a b c

1行目にデータ数nが与えられ、続いてn行のデータがある場合

for文を使って書くことも出来ますが、Rubyではtimesメソッドを使った方が自然だと思います。

n = gets.to_i
input_ary = []

# n 回の繰り返し処理
n.times do
  input_ary.push(gets.chomp)
end

p input_ary
# > ["taro", "jiro", "hanako"]

timesメソッドを使ってpaiza練習問題を解いてみる

N行のデータの入力 (paizaランク D 相当)

※ paiza レベルアップ問題集 標準入力サンプル問題セット より

問題：

標準入力でN行それぞれで文字列が与えられるので、それらを入力して、順にそのままN行で出力してください。

解答例：

# [解答例1] 受け取ったデータをそのまま表示
# 繰り返し回数 n を受けとり整数型に変換
n = gets.to_i
# 続く n 行分のデータを受け取って表示する
n.times do
  puts gets.chomp
end

# [解答例2] データを一旦配列に代入する
# 繰り返し回数 n を受けとり整数型に変換
n = gets.to_i
# 配列を初期化
input_ary = []
# 続く n 行分のデータを配列末尾から挿入する
n.times do
  input_ary.push(gets.chomp)
end
# input_ary の先頭から順番に表示
puts input_ary

1行目に半角スペース区切りで 高さh, 幅w が与えられ、続くh行に半角区切りw個データがある場合（二次元配列）

input_line = gets.split
h = input_line[0].to_i
w = input_line[1].to_i  # このプログラムでは省略してもOK
input_ary = []
# h 回の繰り返し処理
h.times do
  input_ary.push(gets.split)
end

p input_ary
# > [["a", "b", "c", "d"],["e", "f", "g", "h"], ["i", "j", "k", "l"]]

times・splitメソッドを組み合わせてpaiza練習問題を解いてみる

N 行 M 列の整数の入力 (paizaランク D 相当)

※ paiza レベルアップ問題集 標準入力サンプル問題セット より

問題：

1 行目で整数 N と整数 M が与えられます。
2 行目以降で N 行 M 列の行列が与えられます。上から i 番目、左から j 番目の整数は a_{i,j} です。
N 行 M 列の行列をそのまま出力してください。

# [解答例1] そのまま表示
input_line = gets.chomp.split
n = input_line[0].to_i
m = input_line[1].to_i

# n 行分のデータを表示
n.times do
  puts gets
end

# [解答例2] 一旦配列に代入してから表示
input_line = gets.split
n = input_line[0].to_i
m = input_line[1].to_i

# 解答用の配列を初期化
input_ary = []
n.times do
  # 半角スペースで分割した配列を input_ary 配列の末尾に挿入
  input_ary.push(gets.split)
end

# input_ary の中身は
# p input_ary
# > [["1", "2", "3"], ["8", "1", "3"]]

# 各行の要素を join メソッドで半角スペースで結合して表示
input_ary.each do |line|
  puts line.join(" ")
end

今回のまとめ

競技プログラミングで出題される標準入力パターンを一通り紹介しました。

paizaの練習問題やスキルチェックは無料で挑戦出来るので、アウトプットとして是非挑戦してみて下さい！
↓↓↓
プログラミングテストで腕試しできる【paiza】

今回は紹介しませんでしたが、配列の中身を全て整数型にしたい場合があります。その場合はmapメソッドを使うと簡単に変換することが出来ますので、次回以降の記事で紹介していきたいと思います。