手を動かして学ぶ Java入門 (数値と変数)

環境構築不要！　ブラウザから直接コードを実行できます。
本記事では、Java の数値と変数について学びます。

１０分くらいで、さくっと終わる記事をめざしています。

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続きは近日公開予定！

はじめに

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2024/9/13 現在、上記環境の Java バージョンは 18 です。(paiza.IO利用ガイド)

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変数とは

プログラミングにおける変数（へんすう、英: variable）とは、高水準言語のプログラムのソースコードにおいて、扱うデータを読み書きする記憶域 (storage) のことであり、固有の名前（識別子）によって識別される^[1]。

変数というと、数学の変数(xとかy) を思い浮かべるかもしれません。
例えば、次のような式です。

y = 2x + 1

しかし、Java の変数は、数学のそれとは少し違います。

それぞれの変数のイメージは…

数学の変数 : 数が不定であることを表す
Java の変数 : 好きな数値 を保存しておく入れ物

こんな感じでしょうか。

【注意】

今回の記事では、変数には数値を入れることを前提に解説します。

数値の他には、まだ解説していませんがオブジェクトというものがあります。
オブジェクトも変数に入れることができますが、また少し違った考え方が必要なので、別途記事にする予定です。

さて、Java の変数は、

変数に名前をつけて宣言
変数に数値を代入
変数を参照

という流れで使います。

変数1

コード例

それでは、プログラムで実際の動きを確認してみましょう。

コードは変更せずに、そのまま「実行(Ctrl-Enter)」ボタンを押してください。

(表示がおかしいときは「コードの再読み込み」ボタンを押してみてください)

いかがでしたでしょうか？「出力」のところに

と表示されたら成功です。

コード解説

それでは、コードを少しずつ見ていきましょう。

int x;
x = 123;
System.out.println(x);

変数の宣言

最初は「変数の宣言」ですね。

int x;

この行は、

数値(int) を入れる x という名前の変数を用意しなさい

という意味になります。

少し言い換えると、

これから x という名前の変数を使いますよ

とプログラムに対して宣言しているわけです。
(この時点では x の中身はまだ空です)

変数2

int は integer(整数) の略称です。
他にも、int より大きな数を扱う long や、小数を扱う double などがあります。

この int や long のことを変数の型といいます。

int x;
^^^ <--- 型

long y;
^^^^ <--- 型

変数には、なんでも代入できる、というわけではありません。

例えば、int 型の変数は整数だけを扱うので、小数は代入できません。
小数を代入したい場合は double 型の変数が必要です。

変数へ代入

変数3

次は「変数へ代入」です。
変数に数値を入れることを代入といいます。

x = 123;

この行では、変数 x に 123 を代入しています。
これでようやく、空だった x に値が入りました。

代入には = 記号を使います。
数学では「等しい」という意味で使いますが、Java では「代入」です。
慣れてないと、ちょっと分かりづらいかもですね。

ちなみに、代入は何度でも可能です。
すでに数値の入った変数に代入すると、新しい数値に 上書き されます。

上書きするコード例になります。
実行して確認してみましょう。

(表示がおかしいときは「コードの再読み込み」ボタンを押してみてください)

変数の参照

変数4

最後に「変数の参照」です。

System.out.println(x);

println メソッドによって、x の中身が参照されます。
結果として、画面に 123 が出力されました。

ちなみに、変数が空の状態で参照するとコンパイルエラーになります。
実際に確認してみましょう。

(表示がおかしいときは「コードの再読み込み」ボタンを押してみてください)

実行すると、

Main.java:4: error: variable x might not have been initialized
        System.out.println(x);
                           ^
1 error

という感じのエラーが出力されたと思います。

variable x might not have been initialized

これは「変数 x は初期化されていません」という意味ですね。

もし時間があれば、上のコードに

変数 x に数値を代入する文

を追加して、エラーを回避してみましょう。

変数の初期化

実は、変数の宣言と代入は１行で書くことができます。
むしろ、１行で書くことをおすすめします。

int x = 123;

このように、変数の宣言と同時に値を代入することを、

変数の 初期化

といいます。

１行で書くことにより、変数が 空の状態 にはなりません。
つまり、先ほどの

variable x might not have been initialized

というエラーが発生しない、ということになります。
１行で簡潔に書けるのもメリットですね。

(表示がおかしいときは「コードの再読み込み」ボタンを押してみてください)

応用問題

【問題】

int x = #;
int # = 4;
int z = x * y + 5;
System.out.println(z);

上記コードの２か所の「#」を書き換えます。
その結果として、「出力」が 17 になるようにしてください。

つまり、

int z = x * y + 5;

上記の式で変数 z を 17 にする、ということですね。

それでは、下のプログラムの「#」を書き換えて「実行(Ctrl-Enter)」してみましょう。

(表示がおかしいときは「コードの再読み込み」ボタンを押してみてください)

無事に、「出力」が 17 となりましたでしょうか？
もし解けなかった場合は、下記の回答例をご参照ください。

回答例

【コード】

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 3;
        int y = 4;
        int z = x * y + 5;
        System.out.println(z);
    }
}

【出力】

まとめ

今回は、次のことを学習しました。

変数は数値を保存しておく入れ物

プログラムの初学者にとって、変数は少し難しい概念かもしれません。
もし理解に不安がある場合は、ぜひ、プログラム例を自分でいろいろと書き換えて再実行してみてください。

納得できるまで試行錯誤するのは大事ですね。

次回は「手を動かして学ぶ Java入門 (コメントの書き方)」になります。

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変数とは

コード例

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変数の宣言

変数へ代入

変数の参照

変数の初期化

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