繰り返し処理｜ プログラミングの砂場

繰り返し処理

目次

1. 繰り返し処理

繰り返し処理には、「while文」または「for文」を使います。

1-1. while文

while文には「ブロック実行条件式」を指定します。

while( ブロック実行条件式 ) {
    実行ブロック
}

この「ブロック実行条件式」が「真」の間、whileのブロック内が実行され続けます。

下は、whileを使って変数「i」の内容を5回繰り返し表示しています。

let i=0
while( i < 5 ) {
    print( i + "\n" )
    i = i + 1
}

繰り返し処理（ループ）には、「ブロック実行条件式」を指定しなければなりません。

上の例では、「i < 5」が「ブロック実行条件式」です。

これは、変数「i」の値が、5より小さければ、whileブロック内が実行されるということです。

ブロック内の「i = i + 1」は、ブロック内が実行されるたびに、変数「i」に「1」を足して「i」の値を更新しています。

変数に1ずつ足し込んでくことを「インクリメント」とか「カウントアップ」などと呼んだりします。

（「i=i+1」は短縮した形で「i++」と書くことが多いです。）

ループのたびに「i」をインクリメントすることによって「ブロック実行条件」を更新していると言えます。

（ブロック実行条件式を適切に更新しないと、無限ループになってしまう！）

下はループのイメージです。

ループのたびに、「i」の値が増えていき、それまで「真」だった「ブロック実行条件」が、やがて「偽」となります。

「ブロック実行条件」が「真」の間はブロック内が実行され、「偽」となった時点でループが終わります。

ループ１回目

while( i < 5 ) {　i=0　真(true)
    実行される
    i=i+1
}

ループ２回目

while( i < 5 ) {　i=1　真(true)
    実行される
    i=i+1
}

ループ３回目

while( i < 5 ) {　i=2　真(true)
    実行される
    i=i+1
}

ループ４回目

while( i < 5 ) {　i=3　真(true)
    実行される
    i=i+1
}

ループ５回目

while( i < 5 ) {　i=4　真(true)
    実行される
    i=i+1
}

ループ６回目

while( i < 5 ) {　i=5　偽(false)
    実行されない！！
    i=i+1
}

ループのたびに、iの値が更新されていき、iが5になるとブロック実行条件「i < 5」の評価が「偽」になりループが終了します。

ちなみに、ループの処理が終わることを「ループから抜ける」などと言ったりします。

1-2. for文

「for文」も繰り返し処理に使われます。

for( let 変数=初期値; ブロック実行条件式; 変数増分 ) {
    実行ブロック
}

下のプログラムを実行してみてください。

先ほどのwhile文の例と同じことをしています。

for( let i=0; i<5; i++ ) {
    print( i + "\n" );
}

for文は、ループに必要な「変数宣言」と「ブロック実行条件」と「変数増分」を「;（セミコロン）」で区切って同時に指定します。

for文のカッコ内左から、「let i=0」でループに使用する変数を宣言して初期値に「0」を代入しています。

次に、ブロック実行条件に「i < 5」を、

最後に、iの値を更新するために「i++（i=i+1と同じ意味）」を設定しています。

結果、iの値は0からスタートして、ループのたびに、1が足された値に更新されます。

要するに、iの値はループのたびに「0,1,2,3,4,5...」と更新されていきます。

while文と同じように、ブロック実行条件式「i < 5」が「真」の間は、ブロック内が実行され、「偽」になった時点でループから抜けます。

1-3. 入れ子のループ

ループは入れ子(ネスト)にすることもできます。

ループの中に、ループを作るということです。

下は、外側のforループと内側のforループともに3回ループするプログラムです。

for(let x=0; x<3; x++) {
    print("x（外）=" + x + "\n")
    for(let y=0; y<3; y++) {
        print("y（内）=" + y + "\n")
    }
}

ループを入れ子（ネスト）にすると、外側のループ1回ごとに、内側のループ動作します。

この例の場合、外側のループ1回ごとに、内側のループが3回実行されます。

上の結果から外側1回分のループを抜き出すと、下のように外側1回のループにつき、内側が3回ループされているのがわかります。

内側3回目のループが終わると、外側2回目のループに突入します。

外側2回目のループに突入すると、内側のループはリセットされてまた3回ループします。

内側3回目のループが終わると、外側3回目のループに突入します。

外側3回目のループに突入すると、内側のループはリセットされてまた3回ループします。

内側3回目のループが終わると、外側のループも3回目を終えるので、ようやく全てのループが終了します。

文章で書くとややこしくていやになりますが、入れ子のループはごく普通に利用されるものです。

実際にプログラムを動かして動作を確認すれば、すぐに慣れてしまうと思います。

1-4. 無限ループに注意

無限ループとは、「ブロック実行条件式」に間違いがあるなどして、永久にループが終わらなくなることを言います。

例えば、下は「無限ループ」の例です。

「i」の値の更新を忘れている！（i=i+1がない！）

let i=0
while( i < 5 ) {
    print( i + "\n" )
    // i=i+1がない！！
}

iの更新をしていないので、常にブロック実行条件「i < 5」が「真(true)」となり、一生ループから抜けることができません！

この場合、printが無限に実行され続け、コンピュータが応答不能になってしまいます。
（固まるとか、重くなるとか言ったりします）

もし、ループ処理を試していて「無限ループ」になってしまったら、砂場JSを終了（ブラウザを閉じること）させてください。

再度、砂場JSを立ち上げれば、復帰することができます。

1-5. ループを強制的に終わらせる

ループ内で、「break」を使うとループを途中で抜けることができます。

下は、無限ループするwhile文です。「break」でループから脱出します！

プログラムを実行してみてください。

while( true ) {
    print( "無限ループ突入\n" )
    break
}
print( "無限ループから抜けました" )

下は、100万回ループするfor文ですが、iの値が3になったら「break」しています。

for(let i=0; i<1000000; i++) {
    print( i + "\n" )
    if( i == 3 ) {
        break
    }
}
print( "ループから抜けました" )

注意点としては、「break」は、「対象のループから抜ける」ということです。

例えば、入れ子になっているループでは、「break」が指定されている内側のループは抜けますが、外側のループは抜けません。

for(let x=0; x<3; x++) {
    print("x（外）=" + x + "\n")
    for(let y=0; y<3; y++) {
        print("y（内）=" + y + "\n")
        break
    }
}

「break」が指定されている内側のforループは、1回で抜けていますが、外側のforループはしっかり3回ループしています。

結果を見ると、内側のyはループ1回目の「0」のみですが、外側のxは「0～2」に変化しています。

外側、内側のループを1回で抜けるには、下のように、両方のforループに「break」が必要です。

for(let x=0; x<3; x++) {
    print("x（外）=" + x + "\n")
    for(let y=0; y<3; y++) {
        print("y（内）=" + y + "\n")
        break
    }
    break
}

1-6. ループを強制的に次に進める

ループ内で「continue」を使うと、ループ途中で次のループに進めることができます。

下は、5回ループするfor文です。

ループのたびにiの値を表示しますが、i=3の時のみ「continue」でループを次に進めています。

ループを次に進められてしまったので、「3」のみ表示されません。

for(let i=0; i<5; i++) {
    if( i == 3 ) {
        continue
    }
    print( i + "\n" )
}

こちらも、「break」のときと同じように、「対象のループ」にしか「continue」が効きませんので注意してください。

for(let x=0; x<3; x++) {
    print("x（外）=" + x + "\n")
    for(let y=0; y<3; y++) {
        if( y == 1 ) {
            continue
        }
        print("y（内）=" + y + "\n")
	}
}

「continue」が指定されている内側のforループは、1が表示されませんが、外側のforループはしっかり「1～3」までが表示されている。

外側、内側のループそれぞれの値が1の時のみループを進めたければ、下のように、両方のforループに「continue」が必要です。

for(let x=0; x<3; x++) {
    if( x == 1 ) {
        continue
    }
    print("x（外）=" + x + "\n")
    for(let y=0; y<3; y++) {
        if( y == 1 ) {
            continue
        }
        print("y（内）=" + y + "\n")
    }
}

2. おわりに

whileとfor文、どちらを使えばいいのかは、ケースバイケースです。

for文は、ループに関する条件を一度に指定するので、無限ループになることは少ないと思います。

個人的には、配列などを取り扱う単純なループはfor文、複雑なブロック実行条件が必要な場合は、while文を多く使っています。

いずれにしても、繰り返し処理（ループ）を書く際は、「無限ループ」にならないよう注意が必要です。

3. 試してみよう

while文、for文を使って、10回ループするプログラムを作ってください。

ループするたびに、「こんにちは」と表示してください。

3-1. 答え例

while文の場合

let i=0
while( i<10 ) {
    print("こんにちは\n")
    i++
}

for文の場合

for(let i=0; i<10; i++) {
    print("こんにちは\n")
}

4. まとめ

繰り返し処理は、ループとも言います。

繰り返し処理には、while文、for文を使います。

繰り返し処理には、繰り返し（ループ）の終了条件が必要です。

終了条件に間違いなどがあると、無限ループになるので注意が必要です。

ループ内でbreakを使うと、強制的に対象ループから抜けることができます。

ループ内でcontinueを使うと、強制的に対象ループを次に進めることができます。

繰り返し処理については、以上です。

次は、「関数」についてです。