2 繰り返し処理

ここでは，先に示した3通りのの繰り返し処理の構文を学習する．3通りの構文で同じ内容 のプログラムを示し，その違いを学習する．ここで，例に示しているプログラムは，全て 同一で，以下のようになっている．

• 「1からいくつまで加算しますか?」と質問を行い，ユーザーはそれに答える．
• そして，1からユーザーが答えた整数までの和を計算する．すなわち，以下の $sum$を計算する．

  $$sum = 1+2+3+4+5+6+7+\cdots+\,$$

  
  

2.1 while文

2.1.1 プログラム例

リスト1にwhile文を使った例を示す．その動作は，以下のとおり．

1. 「1からいくつまで加算しますか?」と質問を行い，ユーザーはそれに答える．入 力した値は，imaxに格納される．
2. 変数sumとiに0と1を代入している．これを初期化と言う．
3. whileを使ったループ処理のブロックでは，i <= imaxが正しい限り， 以下の文を繰り返し実行する．ただし，一度実行すると，i <= imaxが正し いか否か，再度判断を行う．
   • sumにiの値を加えている．sum += iはsum = sum+i と同じ．教科書 [1]のp.87を見よ．
   • iの値を1増加させている．i++はi=i+1と同じ．これをイ ンクリメントと言う．教科書 [1]の p.135-137を見よ．

   1 #include <stdio.h>
   2 
   3 int main(void){
   4   int i, imax;
   5   int sum;
   6 
   7   printf("1からいくつまで加算しますか?\t");
   8   scanf("%d", &imax);
   9 
  10   sum = 0;
  11   i = 1;
  12  
  13   while(i<=imax){
  14     sum += i;
  15     i++;
  16   }
  17 
  18 
  19   printf("sum = %d\n", sum);
  20 
  21   return 0;
  22 }

2.1.2 while文の書き方

これは，前判定繰り返しである．ループのブロックを実行する前に判断を行う--のでそ のように呼ばれる．次に述べるfor文も前判定繰り返し文であるが，予め繰り返し回 数が分からないときには，while文が使われることが多い．「条件式が正しければ， ループ繰り返す．条件式が誤りになれば，そのループから抜け出す」という構文である． 次のように，書く．

書式

	while(継続条件式){
	   文1;
	   文2;
	   文3;
	}

図 3: whileを使ったループ処理

2.2 for文

2.2.1 プログラム例

リスト2にfor文を使った例を示す．その動作は，以下のとおり．

1. 「1からいくつまで加算しますか?」と質問を行い，ユーザーはそれに答える．入 力した値は，imaxに格納される．
2. 変数sumに0を代入し，初期化を行っている．
3. forを使ったループ処理のブロックでは，次のように動作する．
   • 初期値として，iに1を代入している．
   • 継続条件式i <= imaxが正しければ，中括弧で囲まれた繰り返しのブロックを実 行する．誤りであれば，forのループから抜け出る．
   • 再設定式であるi++により，iの値を1増加させる．
   • 継続条件式に戻り，繰り返す．

   1 #include <stdio.h>
   2 
   3 int main(void){
   4   int i, imax;
   5   int sum;
   6 
   7   printf("1からいくつまで加算しますか?\t");
   8   scanf("%d", &imax);
   9 
  10   sum = 0;
  11  
  12   for(i=1; i<=imax; i++){
  13     sum += i;
  14   }
  15 
  16 
  17   printf("sum = %d\n", sum);
  18 
  19   return 0;
  20 }

2.2.2 for文の書き方

whileとは異なり，繰り返しの回数が予め分かっているとき，for文がつかわれ る．これも，前判定繰り返し文となっている．実際の動作は図4のフローチャー トを見て理解してほしい．動作の順序は，初期値設定 $\rightarrow$継続条件式 $\rightarrow$ループブロックの処理 $\rightarrow$再設定式 $\rightarrow$継続条件式 $\rightarrow$ループブロックの処理となる．初期条件式は，最初の1回のみで，継続条件 式が正しい限り，ループを繰り返す．

書式

	for(初期値設定式; 継続条件式; 再設定式){
	   文1;
	   文2;
	   文3;
	}

これは，「継続条件が正しい限り，文1と文2，文3を実行する」となる．もし，制御式が誤り (偽)であれば，これら文は実行されず，ブロックの外側に出る．図4にこの 構文のフローチャートを示す．

図 4: forを使ったループ処理

2.3 do-while文

2.3.1 プログラム例

リスト3にdo-while文を使った例を示す．その動作は， 以下のとおり．

1. 「1からいくつまで加算しますか?」と質問を行い，ユーザーはそれに答える．入 力した値は，imaxに格納される．
2. 変数sumとiに0と1を代入し，初期化を行っている．
3. do-whileを使ったループ処理のブロックでは，次のように動作する．
   • sumにiの値を加える．
   • iの値をインクリメント--1加算--する．
   • 継続条件式が正しければ，ループを繰り返す．誤りであれば， do-whileのループから抜け出す．

   1 #include <stdio.h>
   2 
   3 int main(void){
   4   int i, imax;
   5   int sum;
   6 
   7   printf("1からいくつまで加算しますか?\t");
   8   scanf("%d", &imax);
   9 
  10   sum = 0;
  11   i = 1;
  12 
  13   do{
  14     sum += i;
  15     i++;
  16   }while(i<=imax);
  17 
  18 
  19   printf("sum = %d\n", sum);
  20 
  21   return 0;
  22 }

2.3.2 do-while文の書き方

これは後判定繰り返しで，予め繰り返し回数が分からないときに使われることが多い． 「ループ内を実行し，継続条件式が正しければ，さらにループを繰り返す．条件式が誤り になれば，そのループから抜け出す」という構文に使われる．どのような場合でも，必ず ループが1度は実行されるところが，前判定繰り返しと異なる．do-while文 は，次のように，書く．

書式

	do{
	   文1;
	   文2;
	   文3;
	}while(継続条件式);

これは，「文1と文2，文3を実行し，継続条件が正しければ，これを繰り返す」となる． もし，制御式が誤り(偽)であれば，ブロックの外側に出る．図5にこの 構文のフローチャートを示す．

図 5: do whileの後判定繰り返し文

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志