Pythonの基礎知識(基礎編)

【Pythonの基礎知識】while文で“継続する”仕組みを作る

「繰り返す」という行為は、人間の思考や習慣の中でもっとも自然な動作です。

Pythonでその“継続”を担うのがwhile文です。条件が真である限り、処理を続ける──ただそれだけの仕組みが、実はプログラムに「粘り強さ」や「持続的な判断」を与えます。

本記事では、while文がどのように動作し、どんな場面で使うべきかを、実体験を交えながら理解していきます。

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while文の“継続”が必要となる場面

プログラムは、一度だけ動かすためのものではありません。 多くの処理は、一定の条件が続くあいだ動作し続けることを前提として設計されます。

Pythonには、繰り返し処理を行う構文として while文 と for文 の2種類があります。for文は、あらかじめ決められた回数や要素の範囲を順に処理する構造です。

一方で while文 は、「条件が成り立つ限り繰り返す」という柔軟な制御が可能です。つまり、for文が“決められた範囲の繰り返し”を行うのに対し、while文は“終わりを自分で判断する”タイプの繰り返しです。

この仕組みを使えば、人の操作を介さずに状況を判断しながら処理を継続でき、手動で再実行する必要のない“動き続けるシステム”を構築できます。 

継続処理がないことで起こる問題

スクリプトは実行したのに、翌日には止まっていました。

原因は何でしょうか。

ある開発者が、外部サービスからコメントを取得してダッシュボードに表示するスクリプトを作成しました。

実行直後は正常に動作しましたが、翌日には画面の更新が止まっていました。

# コメントを取得する
fetch_comments()

# 取得したコメントを処理して画面に反映する
process_comments()

この構造では、1回の命令を実行した後に処理が終了します。

再実行を行う仕組みが存在しないため、プログラムは一度動作して停止したままです。

定期的に更新が必要な処理において、この構造では自動化を達成できません。

人が再実行する手間が残るため、運用上のリスクや抜け漏れが発生します。

継続の仕組みがないプログラムは、一度動いたあとに停止します。

これでは“自動化”とは言えません。

while文が解決する処理の特徴

開発者は原因を分析し、処理を自動的に繰り返す構造へ変更しました。

while True:
    fetch_comments()
    process_comments()
    sleep(60)

この構造では、条件が真(True)の間、処理を繰り返し実行します。

sleep(60) により処理間隔を1分単位で制御でき、CPU負荷を抑えながら安定したループを維持できます。

【出力例:】

コメントを取得しました
新着コメントを処理しました
コメントを取得しました
新着コメントを処理しました

今度は止まらずに処理が繰り返されています。
while文は、条件が満たされているあいだ処理を継続する構文です。定期実行や監視タスクに適しています。

これにより、プログラムの実行を人の手から切り離すことができ、運用の安定性が向上します。

while文は“継続”をプログラムに与えるための基本構文であり、定期処理を自動化する上で欠かせない要素です。

while文の基本構文と動作原理

while文は、条件を満たす限り処理を繰り返す構文です。

一度動かして終わるのではなく、条件を評価しながら“続けるかどうか”を判断し、繰り返しを制御します。

この仕組みを理解することで、実行の流れを正確に把握し、誤動作を防ぐ設計が可能になります。

while条件: 本体という構造

while文の書き方は覚えましたが、具体的にどのように動いているのかが分かりません。

while文は、「条件式」と「本体(繰り返す処理)」の2つの要素で構成されます。

条件が成り立つ(True)場合にのみ、内部の処理が繰り返されます。

# カウンタ変数を初期化
count = 0

# 条件が満たされている間、処理を繰り返す
while count < 3:
    print("実行回数:", count)
    count += 1

【出力例:】

実行回数: 0
実行回数: 1
実行回数: 2

ここで重要なのは、「条件を再評価するタイミング」です。

while文は本体の処理が1回終わるたびに、再度条件式を確認します。

条件が成り立っていれば次のループへ進み、成り立たなければ処理を終了します。

条件式がFalseになった時点で、ループは自動的に終了します。

この構造を理解しておくと、無限ループを防ぎながら制御可能な繰り返し処理が書けます。

break/continue/else による流れ制御

while文の中では、条件だけでなく「途中で抜ける」または「一部をスキップする」といった制御も行えます。

それを実現するのが、break・continue・else という3つのキーワードです。

count = 0
while count < 5:
    count += 1
    if count == 3:
        break # 条件を満たしたらループを中断
    print("カウント:", count)
else:
    print("正常に終了しました")

【出力例:】

カウント: 1
カウント: 2

break は条件を満たした時点でループ全体を終了します。

一方、continue はループを中断せず、次の繰り返しへ移行します。

count = 0
while count < 5:
    count += 1
    if count == 3:
        continue # 3のときだけスキップ
    print("カウント:", count)

【出力例:】

カウント: 1
カウント: 2
カウント: 4
カウント: 5

breakとcontinueを使い分ける基準が分かりにくいです。
breakは「ループ自体を止める」、continueは「一部だけ飛ばして続ける」と覚えると整理できます。

また、elseはwhile文が「正常に最後まで実行されたときのみ」実行されます。

途中でbreakが実行された場合にはスキップされるため、異常終了と通常終了を判別するために利用できます。

これらを使い分けることで、処理の流れを細かく制御でき、思わぬ停止や無限ループを防げます。

while文は、単なる繰り返しではなく「条件付きの継続制御構造」であることを理解することが重要です。

for文でも使えるbreak/continue/else

break・continue・else は、while文だけの特別な構文ではありません。

これらは「ループ構造そのものに属する制御文」であり、for文でも同じように動作します。

つまり、どちらのループでも「途中で抜ける」「一部を飛ばす」「最後まで実行された場合のみ処理を行う」といった制御が可能です。

キーワード使用可能な構文動作の概要
breakfor / whileループ全体を即座に終了し、次の処理へ進む
continuefor / while現在のループ処理をスキップし、次の反復へ移る
elsefor / whileループがbreakされずに終了した場合にのみ実行される

for文を例に動作を確認してみましょう。

for num in range(1, 6):
    if num == 3:
        continue # 3のときだけスキップ
    if num == 5:
        break # 5のときループ終了
    print("処理中:", num)
else:
    print("正常に完了しました")

【出力例:】

処理中: 1
処理中: 2
処理中: 4

このように、break/continue/else は、for文でもwhile文でも同じ動きをします。

異なるのは「繰り返しの条件をどのように指定するか」です。

for文は イテラブル(range、list、dict など)を1つずつ処理する構造 に適しており、while文は 条件式を評価し続ける限り処理を繰り返す構造 です。

実体験から見る while文の使いどころ

プログラムの繰り返し処理は、実際の現場でこそ真価を発揮します。

特に「いつ終わるかわからない処理」や「状況に応じて継続を判断する仕組み」を実現したい場合、while文は欠かせません。

ここでは、私が現場で経験した“ループが止まらなかった失敗”と、それをwhile文でどう解決したかを紹介します。

私の経験:ループでの継続処理が止まらなかった失敗

以前、ファイル監視を行うスクリプトを作成していたときのことです。

新しいファイルが作成されたら処理を行う──そんな単純な仕組みを作るつもりでした。

ファイルが追加されるたびに自動で検知する仕組みを作りたかったんです。
でも、その仕組みをfor文で書いていたため、監視の対象が最初の一巡で終わってしまったんですね。

当初はfor文で指定した回数分だけ監視を回していました。

しかし、ファイルが増え続ける状況では、途中で監視が止まってしまい、「処理が続かない」という問題に直面しました。

for i in range(10):
    print("監視中...")

【出力例:】

監視中...
監視中...
監視中...
...(10回で終了)

このように、for文はあらかじめ決められた回数だけしか繰り返せません。

「いつ終わるか分からない処理」には不向きだったのです。

その失敗を while 文でどう解決したか

この課題を解決するため、while文を導入しました。

「新しいファイルが存在する限り監視を続ける」という条件を指定することで、 人が再実行しなくても自動的に継続できるようになりました。

つまり、監視対象が増えてもプログラムが自動で動き続けるってことですか?
その通りです。条件を満たす限り繰り返し続けるのがwhile文の強みなんです。

file_exists = True
while file_exists:
    print("ファイル監視中...")
    # 条件が変化すればループ終了
    file_exists = check_new_file()

【出力例:】

ファイル監視中...
ファイル監視中...
ファイル監視中...
(新しいファイルがなくなるまで繰り返し)

while文を使うことで、無駄な再起動や人の操作を必要とせず、システムが状況を判断して“自分で動き続ける”ようになりました。

この経験から学んだのは、「for文は範囲が明確な処理向け」「while文は条件次第で動作を続ける処理向け」という明確な使い分けがあるということです。

どちらを使うかの判断が、システム全体の安定性を左右します。

while文を安全に使うための注意点

while文は強力ですが、条件の書き方を誤るとプログラムが止まらなくなる危険があります。

「動き続ける」仕組みを作れるというメリットは、同時に「止まらなくなる」リスクと表裏一体です。

ここでは、私が実際に経験した無限ループの失敗と、それを防ぐための安全な書き方を紹介します。

無限ループになる典型的な落とし穴

while文は条件が「真(True)」の間ずっと繰り返されるため、条件が変化しないままだと止まりません。

私が最初に遭遇したのは、終了条件を更新し忘れたことによる“暴走”でした。

夜中にサーバーのファンがずっと回っていて、プログラムを止めたくても止まらなかったんです。
典型的な「条件が永遠にTrueのまま」という無限ループですね。

たとえば、次のようにカウンタ変数を更新し忘れた場合、ループは永遠に続きます。

count = 0
while count < 5:
    print("繰り返し中...")
    # count の更新がないため、止まらない

【出力例:】

繰り返し中...
繰り返し中...
繰り返し中...
(止まらず延々と続く)

このような場合、CPUを使い続けてシステム全体が重くなることもあります。

安全に処理を止めるためには、ループの中で条件を確実に変化させる必要があります。

意図しないループ継続を防ぐ書き方のコツ

無限ループを防ぐ基本は、「条件の終わりを自分で設計する」ことです。

単純に変数を更新するだけでなく、プログラムが“抜け道”を持っているかを確認するのが重要です。

どうすれば安全に止まるプログラムを書けるんですか?
終了条件を意識して、途中で抜ける仕組みを設けることです。

たとえば、ユーザーの入力でループを止めるように設計すれば、任意のタイミングで終了できます。

while True:
    command = input("終了するには exit と入力してください: ")
    if command == "exit":
        print("ループを終了します。")
        break
    print("まだ継続中です。")

【出力例:】

終了するには exit と入力してください: test
まだ継続中です。
終了するには exit と入力してください: exit
ループを終了します。

また、ループが長時間続く場合は、想定外のエラーを防ぐために一時的な待機を挟むのも効果的です。

import time
count = 0
while count < 3:
    print("処理中...")
    time.sleep(1)
    count += 1

【出力例:】

処理中...
(1秒待機)
処理中...
(1秒待機)
処理中...

このように、while文は適切に制御すれば非常に柔軟で強力な仕組みになります。

大切なのは「条件を変える」「抜け道を用意する」「休ませる」という3点を意識して設計することです。

これだけで、実運用でも安全に動作し続けるスクリプトを作ることができます。

気づきと次のステップ

while文を学ぶと、「プログラムは人の代わりに考え続ける」という視点を実感できます。

単なる繰り返し処理ではなく、条件を軸に「判断しながら動く仕組み」を作れることが、while文の真の価値です。

ここでは、実際に学んで得られる思考の変化と、for文や他の構造との関係を整理します。

while文を理解することで得られる思考回路

while文を習得することで、「プログラムに何を考えさせるか」という設計思考が身につきます。

単に繰り返すのではなく、“どのような条件で続けるか・止めるか”を自分で設計できるようになるのです。

最初はfor文だけで十分だと思っていました。でも、動き続ける処理を作ろうとすると一気に壁が来るんですよね。
そうですね。for文は「終わりが決まっている繰り返し」に強いですが、while文は「終わりが決まっていない判断型の処理」に強いんです。

例えば、センサーの値を監視して異常を検出するような処理では、終了のタイミングを明示的に決められません。
そのような場面では、while文を使うことで状況に応じて判断を続ける「生きた処理」が実現できます。

temperature = 25
while temperature < 30:
    print("監視中: 現在の温度 =", temperature)
    temperature += 1
print("しきい値に到達しました。監視を終了します。")

【出力例:】

監視中: 現在の温度 = 25
監視中: 現在の温度 = 26
監視中: 現在の温度 = 27
監視中: 現在の温度 = 28
監視中: 現在の温度 = 29
しきい値に到達しました。監視を終了します。

このように、while文は「今の状態を評価して、次の行動を決める」構造です。

この思考を身につけることで、条件分岐や例外処理も自然と理解できるようになります。

結果として、「ただ動かすコード」から「状況に応じて判断するコード」へと設計の質が一段上がります。

for文や他の制御構造との比較/連携

while文を深く理解すると、for文や他の制御構造の使い分けも明確になります。

どちらが優れているかではなく、「どんな状況にどちらを選ぶか」を論理的に考えられるようになるのです。

実際の開発では、forとwhileってどう使い分けるんですか?同じように繰り返せますよね?
forは“決まった数だけ回す”、whileは“条件が続く限り回す”。これが両者の本質的な違いです。
構文得意なケース典型的な用途
for文繰り返す回数や対象が明確リストや範囲を順に処理
while文終了条件が状況に依存監視・待機・ユーザー入力待ち
if文一度だけ判断したい場合条件分岐による処理切り替え

また、両者を組み合わせることで、より高度な制御も可能です。

たとえば「繰り返し中に異常を検知したら中断する」という処理は、for文とbreak文を組み合わせて書けます。

for num in range(1, 6):
    if num == 4:
        print("異常を検出、処理を停止します。")
        break
    print("処理中:", num)

【出力例:】

処理中: 1
処理中: 2
処理中: 3
異常を検出、処理を停止します。

for文で決まった範囲を処理しつつ、whileのように動的な条件分岐を取り入れることもできます。

つまり、構文の「理解」ではなく「使い分け方」を知ることが、次のステップにつながります。

while文を理解した今こそ、for・if・break・continueといった制御構造を「目的から逆算して選ぶ」思考を鍛える段階です。

これができるようになると、どんなロジックも迷わず組み立てられるようになります。

まとめ

while文は「条件が続く限り動き続ける」という単純な構文に見えて、実はプログラムの“思考力”を鍛える重要な要素です。

for文のように決まった範囲を回すのではなく、「いつ終えるか」「何を条件にするか」を自ら設計できる点にあります。

結局、while文ってどんなときに使うのが正解なんですか?
目的が明確な処理はfor文、状況を判断して動作を続ける処理はwhile文です。つまり、人の判断をコードに置き換えるときに使うんです。

安全に扱うためには、無限ループを避ける終了条件の設計が欠かせません。

今回学んだ「条件の設計」「breakやcontinueの使い方」「ループの安全対策」を理解しておくことで、どんな状況でも安定して動作する仕組みを作れるようになります。

while文を正しく理解することは、単なる文法習得ではなく、「システムをどう動かし続けるか」を考える力そのものです。

次はfor文や関数との連携に踏み込み、より大きな仕組みを構築できるステップへ進みましょう。 

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