平成２７年度春期午後のC言語問題である問９の私の解き方・考え方について解説していきます。
問題
IPAの公式サイトで公開されています。このページでは問９についての解説を行います。
https://www.jitec.ipa.go.jp/1_04hanni_sukiru/mondai_kaitou_2015h27_2/2015h27a_fe_pm_qs.pdf
問題の概要
入力された文字列を暗号化する問題です。暗号と聞くと難しそうに感じるかもしれませんが、この問題では単純に他の文字に置き換えるだけです。
[プログラム]では青枠内で文字str[p]の換字表における行位置と列位置を特定し、緑枠内で特定した行位置と列位置から置換後の文字を文字列str[ ]に格納する処理が行われています。
基本的にこの置換は二文字ずつ行われますが、文字列長が奇数の場合は最後の一文字をオレンジ枠内で個別に置換処理しています。
二文字ずつの置換のパターンは下記の４つになります。
（図内では１文字目を青四角、２文字目をオレンジ枠で示しています。点線は置換前で実線は置換後をそれぞれ表しています。以降も同様です）
二つの文字が同じ場合
行位置と列位置ともに＋１移動させた位置の文字に置換
二つの文字の行位置が同じ場合
二つの文字を入れ替え
二つの文字の列位置が同じ場合
二文字とも列位置を＋１分移動させた位置の文字に置換
二つの文字の行位置と列位置それぞれが異なる場合
二つの文字の行位置のみ入れ替えた位置の文字に置換
また文字列長が奇数の場合、最後の一文字は下記のように置換されます。
最後の一文字の場合
中心に対して点対称の位置の文字に置換
アルファベットの場合、大文字は小文字に、小文字は大文字に置換されます。
以上の置換パターンを頭に入れて設問を読んでいくと分かりやすいと思います。
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設問１
入力される平文の最初の文字は”F”ですので、換字表より列位置であるcolは７、行位置であるrowは４となります。
ですので[ a ]の答えは7、[ b ]の答えは4です。
βの行が初めて実行されるときは、初めてif(i == 2)が成立する時であり、平文の２文字目を置換した後になります。
２文字目は”u”ですので、列位置は７、行位置は１となります。
[プログラム]では、この”u”と１文字目の”F”の組み合わせより、文字の置換による暗号化が行われます。
パターンとしては、列位置が”F”と”u”ともに７ですので、「２つの文字の列位置が同じ場合」のパターンで置換が行われます。下の図のように置換が行われます。置換後の１文字目は”E”、２文字目は”v”に置換されます。ですので、[ c ]の答えは”v”となります。
続いて[ d ]を考えていきましょう。βが５回目ですので、９文字目と１０文字目の置換が行われた後の状態になります。そのため置換対象となる文字が格納されているstr[ ]の添字を示すpos[ ]に関しては、pos[0]は８、pos[1]は９(str[ ]配列は0から始まる)であり、両方とも文字は△となります。
ですので、「２つの文字が同じである場合」のパターンによって置換が行われます。列位置に関しては＋１すると最大サイズ１２を超えてしまいますので、０に戻ることに注意が必要です（(rp[0] + 1) % RSIZE)。
ですので、実際にはβが６回目実行されるときは、１１文字めと１３文字目の置換が行われた後の状態になります。ですので、pos[0]は１０、pos[1]は１２となります。
したがって[ e ]の答えは１２です。
設問２
置換は２文字ずつ行われますので、”IP”と”A”との組み合わせで置換が行われます。これもどのパターンに当てはまるかを考えて実際に置換処理をしてみると答えは導けます。
“IP”は「二つの文字の行位置と列位置それぞれが異なる場合」のパターンとなりますので、二つの文字の行位置のみ入れ替えた位置の文字に置換されます。
ですので、１文字目は”V”、２文字目は”C”に置換されます。
“A”は「最後の一文字の場合」のパターンとなりますので、中心に対して点対称の位置にある”a”に置換されます。
ですので３文字目は”a”に置換されます。
したがって[ f ]の答えは”VCa”となります。
解いてみた感想
パターンごとにどう置換されるかを整理して解くてかなりわかりやすくて簡単でした。この暗号化にどういうメリットがあるのかはよくわかりませんが・・・。
★オススメページ★
下記ページから他の回の解説もたどれます。他の回のC言語問題の解き方がわからない場合は是非読んでみてください！
基本情報技術者試験 午後問題「C言語」過去問の解き方 解説 まとめ
本ページの図・プログラム・問題文について
図やプログラム、問題文はIPA公開の過去問題から引用しています。また図やプログラムに関しては説明に必要な部分に関してのみ加工して使用させていただいております。
出典：平成２７年度 春期 基本情報技術者試験（FE）試験区分 午後 問9
