Excel VBAを使用した「反復使用(重複取出し)あり」の組み合わせの生成

Excelはデータ分析や計算に非常に便利なツールです。組み合わせの生成の簡易な方法は実装されていません。この記事では、Excel VBAを使用してこの問題を解決する方法を紹介します。

このマクロの意義
利用想定シーン
マクロのコード
使い方
まとめ
参考：同等の処理をブラウザから行うツール

このマクロの意義

「反復使用あり」の組み合わせは、1つの要素を複数回選択することが許される組み合わせです。これは、例えば、同じアイテムを複数回選択できるくじ・抽選や、再使用可能な部品を持つ製品の設計など、多くの実世界のシナリオで役立ちます。

ExcelのCOMBINA関数を使用すると、反復使用を許してn個のアイテムからr個選ぶ組み合わせの総数を計算できますが、実際の組み合わせのリストは提供されません。このVBAマクロは、そのリストを生成することができます。

利用想定シーン

在庫管理: 同じ商品の複数の組み合わせを考慮する必要がある場合。
製品設計: 同じ部品を複数使用する製品の設計プロセス。
ゲームの戦略計画: 同じ動きや技を複数回使用するゲームの戦略を検討する際。
くじや抽選: 同じアイテムを複数回選択可能なシナリオ。

マクロのコード

以下は、指定された範囲から、反復使用を許してr個の要素を選ぶすべての組み合わせを生成するVBAマクロのコードです：

Option Explicit

Sub CombinationsWithRepetition()
    Dim rng As Range
    Dim outCell As Range
    Dim arr() As Variant
    Dim r As Long
    Dim n As Long
    Dim cmb As Variant
    
    ' アイテム範囲を指定
    Set rng = Application.InputBox("アイテム範囲を選択してください", Type:=8)
    arr = rng.Value
    n = rng.Cells.Count
    
    ' 取り出す数を指定
    r = Application.InputBox("取り出す数を入力してください", Type:=1)
    
    ' 出力先の開始セルを指定
    Set outCell = Application.InputBox("出力先の開始セルを指定してください", Type:=8)
    
    ' 組み合わせを計算し、出力
    For Each cmb In CombinationsWithRepetitionArray(arr, r)
        outCell.Resize(, r).Value = cmb
        Set outCell = outCell.Offset(1, 0)
    Next cmb
End Sub

Function CombinationsWithRepetitionArray(arr() As Variant, r As Long) As Collection
    Dim cmb As New Collection
    CombinationsWithRepetitionRecur cmb, arr, "", r, LBound(arr)
    Set CombinationsWithRepetitionArray = cmb
End Function

Sub CombinationsWithRepetitionRecur(cmb As Collection, arr() As Variant, prefix As String, r As Long, start As Long)
    Dim i As Long
    For i = start To UBound(arr)
        If r = 1 Then
            cmb.Add Split(IIf(prefix <> "", prefix & " ", "") & arr(i, 1))
        Else
            CombinationsWithRepetitionRecur cmb, arr, IIf(prefix <> "", prefix & " ", "") & arr(i, 1), r - 1, i
        End If
    Next i
End Sub

使い方

上記のVBAマクロをExcelのVBAエディタにコピー&ペーストします。{Alt}キー+{F11}でエディタを表示し、「挿入→標準モジュール」を開いてペーストしたあとエディタは閉じてください。
Excelシート上で、「CombinationsWithRepetition」マクロを実行します。{Alt}+{F8}でマクロリストが表示されます。
ポップアップが表示されるので、アイテムの範囲を選択します。下図のサンプルはH列にアイテムリストを入力しています。すべて使うのではなく6アイテムを指定しています。
次に、取り出す数を指定します。6アイテムから4つを取り出します。ただしこれは同じ値を複数回採用できるマクロです。
最後に、組み合わせの出力先のセルを選択します。A列にはわかりやすくするため連続番号を入れてありますが、これらの準備は不要です。サンプルではB1以下にリストを作成させています。
しばらくすると、指定したセルから組み合わせが出力されます。なお6アイテムから重複ありで4つ取り出すと126パターンになります。これは「=COMBINA(6,4)」の計算式で確認できます。