【Javaプログラム】ループ処理をおこなうfor文を理解しよう！

2020年4月20日

Java入門講座も佳境に入ってきました。

今回紹介する「for文」は、配列と切っても切れない関係にあります。それはfor文がループ処理をおこなうものだからです。

配列については、下記の記事を参照してください。次回の記事で配列を使います。

Beエンジニア

【Javaプログラム】データをまとめて管理する配列とは?

https://www.pmi-sfbac.org/java-array

Javaでプログラムを書く上で、配列の使い方を覚えると便利です。ただ、プログラムを初めて学ばれている方には、「配列」とは何か？イメージができない方もいるかも知れません。配列とは何かJavaの配列の基本Javaの配列の応用配列とは？変数と配列のイメージ「配列」（Array）とは、複数の変数を連続してメモリー上に確保し、「添字」（Index）を指定することで、任意の位置から情報を取得したり更新したりできるものです。変数は、特定の1つの値を記憶させる機能をもっていたことを思い出してください。配列も「特定の値を記憶する」...

では、そもそもループ処理とはなんでしょうか?

この記事でわかること

ループ処理とは何か
Javaでループ処理をおこなうfor文の使い方
for文を使い1から10までの合計を求める例
for文で配列を処理する例

Java入門－ループ処理とは?
for文の基本と1から10までの合計の計算
- for文の基本の形
for文で配列を処理する
まとめ

Java入門－ループ処理とは?

まず、ループ処理とは何でしょうか。

「ループ」（Loop）処理とは、プログラムにおいて、繰り返しておこなう処理のことです。繰り返し処理ともいいます。

数学の「総和」（Σ：シグマ）や「総乗」（Π：プロダクト）が使われている計算は、ループ処理で計算ができます。そのほかにもループ処理を用いれば、配列を効率的に扱えます。

Javaで可能なループ処理

for文（今回扱うもの）
while文
do while文
ForEachメソッドチェーン

javaの「for」文は、非常に柔軟です。javaのfor文が使えれば他のループ処理を覚える必要が無いほどです。私はJavaプログラムで「while」文を記述した記憶が、ほとんどありません。

for文の基本と1から10までの合計の計算

それでは、まずfor文の基本を確認しましょう。

上記は、1から10までの合計を求めて画面に表示するプログラムです。

1から10までの合計を求めるということは、for文で変数iの値を「1,2,3,4,5,6,7,8,9,10」と変化させていき、sumに加算していることが分かるでしょうか。

もう少し細かくfor文についてみていきましょう。

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**
 * @author Beエンジニア
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args コマンドライン引数
	 */
	public static void main(String[] args) {
		int sum = 0;
		for ( int i  =1; i <= 10 ; i++ ) {
			sum += i;
		}
		System.out.println(sum);
	}
}

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**

* @author Beエンジニア

public class Main {

/**

* @param args コマンドライン引数

public static void main(String[] args) {

int sum = 0;

for ( int i =1; i <= 10 ; i++ ) {

sum += i;

}

System.out.println(sum);

}

for文の基本の形

for ( 変数の型変数名 = 初期値；終了条件；変数の更新処理 ) {
　　処理;
　　：
}

ここで注目したいのがforの丸括弧「( )」に含まれる2つのセミコロン「；」の存在です。

ココがポイント

for文では、このセミコロン2つで、カッコ内部を3つに分けています。

最初の部分：変数の定義と初期化処理
真中の部分：終了条件
最後の部分：変数の更新処理

for文では最初に、セミコロンで分けられた前方の「初期化処理」が実行されます。
続けて、セミコロンで分けられた中央の「終了条件に合致するか否か」が判断されます。

for文の判定条件

終了条件の結果が真（True）：for文を継続する
終了条件の結果が偽（False）：for文を終了する

判定条件が真の状態で処理を継続する場合、「波括弧内部（{ }）で囲まれた範囲」の処理が実行されます。これらの処理を実行した後、セミコロンで分けられた最後の、「変数の更新処理」がおこなわれます。なお、ループに際して更新している変数を「カウンタ変数」といいます

for文で配列を処理する

続けて、for文で配列を処理する方法を学びましょう。なお、Java配列の基本については、以下の記事をお読みください。

Beエンジニア

【Javaプログラム】データをまとめて管理する配列とは?

https://www.pmi-sfbac.org/java-array

まず以下のようなデータがあります。なお、ここで定義するデータはすべて架空のものです。

氏名	性別	得点
黒沢房男	男	77
萩野一樹	男	74
武藤彦好	男	46
小山保子	女	60
下村克	男	86
小原仁美	女	46
桶口雅栄	男	65
藤岡波子	女	86
黒川令	女	47
石塚織枝	女	69

これをJavaでコーディングした例が以下のとおりです。これらのデータを、for文を使ってプログラムで処理しましょう。

for文で配列の内容を出力する

まず、手始めにfor文で配列の内容を出力するプログラムを書いてみましょう。

このプログラムは、見た目通りなのでそこまで難しくないでしょう。配列へアクセスする際の添字として、for文で定義している変数「i」を用いています。なお、forの終了条件として「i < names.length」という記述をしています。

この「names.length」という記述は、配列「names」の要素数（文字数）を取得するものです。この例では、「names.length = 10」という値になります。

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**
 * @author Beエンジニア
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args コマンドライン引数
	 */
	public static void main(String[] args) {
		String[] names = new String[] {	"黒沢 房男","萩野 一樹","武藤 彦好","小山 保子","下村 克","小原 仁美",	"桶口 雅栄","藤岡 波子","黒川 令","石塚 織枝",};
		boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};
		int[] scores = new int[] {77,74,46,	60,	86,	46,	65,	86,	47,	69};

		for ( int i  =0 ; i < names.length ; i++ ) {
			System.out.print("氏名：" + names[i]);
			System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);
			System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);
		}
	}
}

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**

* @author Beエンジニア

public class Main {

/**

* @param args コマンドライン引数

public static void main(String[] args) {

String[] names = new String[] { "黒沢房男","萩野一樹","武藤彦好","小山保子","下村克","小原仁美", "桶口雅栄","藤岡波子","黒川令","石塚織枝",};

boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};

int[] scores = new int[] {77,74,46, 60, 86, 46, 65, 86, 47, 69};

for ( int i =0 ; i < names.length ; i++ ) {

System.out.print("氏名：" + names[i]);

System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);

System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);

}

for文で配列の合計と平均を求める

次に、全体の合計を求めてみましょう。これはさきの例で紹介した「1から10の合計を求める」方法と共通します。

今回はiを直接合計するのではなく、配列の添字にiを指定して合計を求めます。そして、求めた合計を配列の要素数で割って、平均も求めましょう。

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**
 * @author Beエンジニア
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args コマンドライン引数
	 */

	public static void main(String[] args) {
		String[] names = new String[] {	"黒沢 房男","萩野 一樹","武藤 彦好","小山 保子","下村 克","小原 仁美",	"桶口 雅栄","藤岡 波子","黒川 令","石塚 織枝",};
		boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};
		int[] scores = new int[] {77,74,46,	60,	86,	46,	65,	86,	47,	69};
		int sum = 0;
		for ( int i  =0 ; i < names.length ; i++ ) {
			sum += scores[i];
			System.out.print("氏名：" + names[i]);
			System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);
			System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);
		}
		System.out.println("合計：" + sum);
		System.out.println("平均：" + sum/names.length);
	}
}

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**

* @author Beエンジニア

public class Main {

/**

* @param args コマンドライン引数

public static void main(String[] args) {

String[] names = new String[] { "黒沢房男","萩野一樹","武藤彦好","小山保子","下村克","小原仁美", "桶口雅栄","藤岡波子","黒川令","石塚織枝",};

boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};

int[] scores = new int[] {77,74,46, 60, 86, 46, 65, 86, 47, 69};

int sum = 0;

for ( int i =0 ; i < names.length ; i++ ) {

sum += scores[i];

System.out.print("氏名：" + names[i]);

System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);

System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);

}

System.out.println("合計：" + sum);

System.out.println("平均：" + sum/names.length);

}

for文とcontinue文

次に、男性のデータのみを処理してみましょう。

for文では、「continue」文を使うことで、処理を途中で飛ばして、次のループ処理へ継続（＝continue）することができます。

ここで注目するのは、sexes[i]の値がfalseの場合という条件を書いていることです。この条件が成り立つということは、要は女性のデータということです。

女性のデータの場合、sumなどを計算をせず処理を飛ばして、次のデータを処理させます。

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**
 * @author Beエンジニア
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args コマンドライン引数
	 */

	public static void main(String[] args) {
		String[] names = new String[] {	"黒沢 房男","萩野 一樹","武藤 彦好","小山 保子","下村 克","小原 仁美",	"桶口 雅栄","藤岡 波子","黒川 令","石塚 織枝",};
		boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};
		int[] scores = new int[] {77,74,46,	60,	86,	46,	65,	86,	47,	69};
		int sum = 0;
		for ( int i  =0 ; i < names.length ; i++ ) {
			if(sexes[i] == false ) {
				continue;
			}
			sum += scores[i];
			System.out.print("氏名：" + names[i]);
			System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);
			System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);
		}
		System.out.println("合計：" + sum);
		System.out.println("平均：" + sum/names.length);
	}
}

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**

* @author Beエンジニア

public class Main {

/**

* @param args コマンドライン引数

public static void main(String[] args) {

String[] names = new String[] { "黒沢房男","萩野一樹","武藤彦好","小山保子","下村克","小原仁美", "桶口雅栄","藤岡波子","黒川令","石塚織枝",};

boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};

int[] scores = new int[] {77,74,46, 60, 86, 46, 65, 86, 47, 69};

int sum = 0;

for ( int i =0 ; i < names.length ; i++ ) {

if(sexes[i] == false ) {

continue;

}

sum += scores[i];

System.out.print("氏名：" + names[i]);

System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);

System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);

}

System.out.println("合計：" + sum);

System.out.println("平均：" + sum/names.length);

}

for文とbreak文

最後の例として、男性の成績を先頭から3件のみピックアップする処理を書いてみましょう。

これには「break文」を用いて、ループ処理を途中で終了すると楽です。

まず、新たに「malesCount」という変数が追加されています。この変数には、処理した男性の人数が格納されます。最初は誰も処理していないので、0が設定されています。

ループ内部では、女性のデータはcontinue文によってスキップされます。これにより、continue文の付いたif文の後ろに来るのは、男性のデータを処理するときのみになります。

そこで、男性のデータの場合malesCountを1増やします。この結果が3未満であればそのまま処理し、3以上の場合はbreak文を用いてループ処理自体を終了します。

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**
 * @author Beエンジニア
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args コマンドライン引数
	 */

	public static void main(String[] args) {
		String[] names = new String[] {	"黒沢 房男","萩野 一樹","武藤 彦好","小山 保子","下村 克","小原 仁美",	"桶口 雅栄","藤岡 波子","黒川 令","石塚 織枝",};
		boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};
		int[] scores = new int[] {77,74,46,	60,	86,	46,	65,	86,	47,	69};
		int sum = 0;
		int malesCoount = 0;
		for ( int i  =0 ; i < names.length ; i++ ) {
			if(sexes[i] == false ) {
				continue;
			}
			malesCoount++;
			if ( malesCoount > 3) {
				break;
			}
			sum += scores[i];
			System.out.print("氏名：" + names[i]);
			System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);
			System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);
		}
		System.out.println("合計：" + sum);
		System.out.println("平均：" + sum/names.length);
	}
}

package org.pmisfbac.java.sample.ifandswitch;

/**

* @author Beエンジニア

public class Main {

/**

* @param args コマンドライン引数

public static void main(String[] args) {

String[] names = new String[] { "黒沢房男","萩野一樹","武藤彦好","小山保子","下村克","小原仁美", "桶口雅栄","藤岡波子","黒川令","石塚織枝",};

boolean[] sexes = new boolean[] {true,true,true,false,true,false,true,false,false,false,};

int[] scores = new int[] {77,74,46, 60, 86, 46, 65, 86, 47, 69};

int sum = 0;

int malesCoount = 0;

for ( int i =0 ; i < names.length ; i++ ) {

if(sexes[i] == false ) {

continue;

}

malesCoount++;

if ( malesCoount > 3) {

break;

}

sum += scores[i];

System.out.print("氏名：" + names[i]);

System.out.print("\t\t性別：" + sexes[i]);

System.out.println("\t\t得点：" + scores[i]);

}

System.out.println("合計：" + sum);

System.out.println("平均：" + sum/names.length);

}

まとめ

for文はJavaで複雑な処理を書く上で、また私たちが楽をする上でとても重要な働きをしています。正しく理解して、うまく活用しましょう。

ポイント

forの基本構造
- for(変数の型変数名 = 初期値; 終了条件; 変数の更新式) {
  繰り返す処理
  ：
  }
for文は数学の「総和」や「総乗」の計算に使用できる
for文は配列を繰り返してデータを処理できる
for文で特定のデータを読みとばす際に「continue」文を使う
for文で特定の条件で処理を中断するには「break」文を使う

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