制御文その２−for文

for文は、while文が少し賢くなったものだということを理解する

for文 〜指定回数くり返す〜

　前ページの while文は、ただ単に条件が成り立つあいだ、くり返しているだけでした。また、変数ｉを使って、１０回くり返す、ということもやってみました。この「指定回数くり返す」ということを得意とする制御文があります。それがfor文です。

　
for(式１；式２；式３)
  文

　for文はwhile文の拡張版と考えて差し支えありません。この文をwhileで書き直すとこうなります。

　
式１；
while(式２){
  文
  式３；
}

　何でこんな形の制御文を作ったのでしょうか。これはとても合理的な形です。まず、次の例を見てください。

　
#include <stdio.h>

main()
{
  int i;

  for(i = 0; i < 10; i++)
    printf("i = %d\n", i);

  printf("end.\n");
}

　この例は、一番オーソドックスなfor文の使い方です。ではこのプログラムがどう動いているのか、順を追って説明します。while文で書き直した図を見ながら理解してください。

1. まず「式１」を評価（実行）するので、ｉは０になります。
2. 次に「式２」を評価します。この時ｉは０ですから条件は成り立ちます。
3. よって「文」を実行します。つまり画面にｉの内容が表示されます。
4. 次に「式３」を評価（実行）、つまりここではｉが１増えて、ｉの内容は１になります。
5. これをくり返して、「式３」によってｉが１０になったときに、このループから抜け出します。

　そのため、この例では次のような実行結果になります。

　
i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4
i = 5
i = 6
i = 7
i = 8
i = 9
end.

　「i = 10」は表示されていませんね。しかし０から始まっているので、「文」は１０回くり返したことになります。

　さてその上でfor文の形を見てください。for文は「文」を指定した回数だけくり返すために作られた、といっても過言ではありませんね。for文をそのまま読むと「０(式１)から１０まで(式２)１ずつ増やし(式３)ながら文を実行する」と読めなくもありません。for文は、何回くり返したかを知るために変数ｉを「カウンタとして」使っているにすぎないのです。

　ところで、一つの式で２つの変数の初期化をすることもできます。例えば、「i = 10, j = 20」です。このようにコンマ「，」で区切ると、それ全体を式として扱う事ができます。このコンマはコンマ演算子と言われる、「＋」や「＜」等と同じ立派な演算子です。しかしこの演算子は何も演算しません。これをfor文に応用すれば、

  for(i=0, j=0; j<100; i++, j+=i){
   …
  }

という表現が可能で、しばしば使われます。この例では、まずｉとｊが０に初期化され、ｉは１ずつ増え、ｊはｉの分だけ増えます。そのためｊの値は加速度的に増え、ｊの値が100以上になったところでfor文のお役御免となります。また普通はやりませんが、「演算子である」と考えれば、こんなこともできる事がわかります。

  j = ((i = 0) , printf("Hello!\n"));

　ちょっと分かりにくいですけど、まず「i = 0」が実行され、次にprintfが実行され、その値がｊに入るので、ｊの内容は７になります。

　補足ですが、for文でもbreak文は使えます。

まとめ。

1. for文は、while文を拡張したようなもので、主にある回数だけ文をくり返すときに使う。
2. コンマ演算子「，」を使って、式をつないで一つの式にすることができる。

(1997/01/31 公開, 1998/03/13 改)

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