手を動かして学ぶ Java入門 (for文)

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 for文について学びます。

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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はじめに

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for文とは

for文（フォーぶん）はプログラミング言語において条件が真の間だけ与えられた文の実行を繰り返すというループを記述するための文である。

for文とは、処理を繰り返し実行するための制御文です。
Java の for文は、次のように記述します。

for (初期化処理; 条件式; 更新処理) {
    ループ文
}

初期化処理、条件式、更新処理の間はセミコロン (;) で区切ります。

以前の記事で学んだ while文と似ていますが、for文との違いは、

初期化処理
更新処理

があるかどうかだけです。

for文をフローチャート図にすると、次のようになります。

フローチャート1

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

-- for 開始 --
i = 0
i = 1
i = 2
-- for 終了 --

と表示されたら成功です。

コードの解説

それではコードを少しずつ見ていきましょう。

System.out.println("-- for 開始 --");

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    System.out.println("i = " + i);
}

System.out.println("-- for 終了 --");

フローチャート2

まずは for文の前に println メソッドで文字列を表示します。

System.out.println("-- for 開始 --");

次に、for文の 初期化処理 を実行します。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
     ^^^^^^^^^ <--- ★この部分！
    ...
}

変数 i を宣言して、0 で初期化している箇所ですね。

int i = 0

ノート

for文の 初期化処理 で使う変数の名前には、慣例的に i がよく使われます。
他の名前をどうしても使いたい！ということでもなければ、i を使っておいたほうが無難でしょう。

次は、条件式の評価です。
ここは while文と同じですね。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
                ^^^^^ <--- ★この部分！
    ...
}

変数 i は 0 なので、条件式は

0 < 3

となり、条件を 満たしている ことになります。
(0 < 3 は真偽値の true を返します)

for文の条件式が満たされているので、次はループ文が実行されます。

for (...) {
    System.out.println("i = " + i);  // ループ文
}

ループ文では、変数 i を println メソッドで表示します。
変数 i は 0 なので、"i = 0" と表示されます。

これでループ文の処理は終わりました。
次は、for文の 更新処理 を実行します。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
                       ^^^ <--- ★この部分！
    ...
}

i++ というのは i = i + 1 と同じ意味になります。
つまり、変数 i に 1 を足します。

i++ という書き方は for文でとてもよく使うので、ぜひ覚えておきましょう。

for文の 更新処理 が終わったら、再び for文の条件式の評価に戻ります。
(初期化処理 は実行されません)

for (int i = 0; i < 3; i++) {
                ^^^^^ <--- 条件式！
    ...
}

先ほどとは違って変数 i は 1 になっています。
ただし、1 < 3 はまだ条件式を 満たしている ので、またループ文を実行します。

System.out.println("i = " + i);  // ループ文

println メソッドで "i = 1" と表示されます。

ループ文が終わったら、次は for文の 更新処理 です。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
                       ^^^ <--- 更新処理！
    ...
}

すると、変数 i に 1 を足すので、i は 2 になります。

再び for文の条件式を評価します。
条件式は 2 < 3 です。条件は満たしているので、またまたループ文と for文の 更新処理 を実行します。

さあ、変数 i は 3 になりました。

再び for文の条件式を評価します。
条件式は 3 < 3 です。これは条件を満たしていません。(3 は 3 より小さくはありません)

そのため、ループ文は 実行せずに for文は終わります。
更新処理 も実行されません。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    ...
}

System.out.println("-- for 終了 --");

for文が終わったので、最後に println メソッドで "-- for 終了 --" と表示します。
これでプログラムは終了です。

それでは、少し数値をいじったプログラムを動かしてみましょう。
結果がどうなるか予想してから「実行(Ctrl-Enter)」してみてください。

(i-- は i = i - 1 と同じ意味です)

(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)

break文と continue文

while文で使った

は、もちろん for文でも使えます。

復習もかねて、実際にプログラムを動かして見てみましょう。
結果がどうなるか予想してから「実行(Ctrl-Enter)」してみてください。

for文の条件式が空ですが、これは条件式に true を指定したことと同じになります。
つまり、常に条件を満たします。

(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

i = 1
i = 3
i = 5

と表示されたら成功です。

応用問題

【問題】

プログラムを実行すると、

i = 2
i = 4
i = 8
i = 16

と「出力」へ表示されるようにしてください。

プログラム中で書き換えてよいのは２か所です。
for文の 初期化処理 と 更新処理 の ### の部分です。

for (###; i < 20; ###) {
     ^^^          ^^^
     ↑ この部分    ↑ この部分
    ...
}

それでは、下のプログラムの # の箇所を書き換えて「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、

i = 2
i = 4
i = 8
i = 16

と出力されましたでしょうか？

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) {
        
        for (int i = 2; i < 20; i = i * 2) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

【出力】

i = 2
i = 4
i = 8
i = 16

まとめ

Java の for文は、次のように記述します。

for (初期化処理; 条件式; 更新処理) {
    ループ文
}

for文開始
1. 初期化処理を実行。
2. 条件式をチェック。満たしていれば ループ文を実行。満たしていなければ for文は終了。
3. ループ文を実行。
4. 更新処理を実行。
5. 条件式のチェックに戻る。
for文終了

もう少し詳しいことは「for文の基本 (文法)」の記事でも解説しています。
興味がありましたら、そちらもぜひご参照ください。

次回は「手を動かして学ぶ Java入門 (クラスの超基本)」になります。

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