入門書でのおさらい16・for文、演習4-13，4-14，4-15

今日は94ページのfor文から始めたいと思います。

94ページ・for文

ついに for文 ですね！ここをマスターすると、繰り返し処理がぐっと書きやすくなります。

while 文では、「変数の準備」「条件」「カウントアップ」をバラバラの場所に書いていましたが、for 文はこれらを 1行にまとめて書ける のが最大の特徴です。

for文の基本のカタチ

for (初期化式; 条件式; 変化式) {
    // 繰り返したい処理
}

while文と比べてみよう

「1から5まで表示する」プログラムで比較すると、そのスッキリさが分かります。

動きの順番

for (①初期化; ②条件判定; ④変化式) という順番で動きます。

1. ①初期化: 最初に1回だけ実行（int i = 1）
2. ②条件判定: i <= 5 かチェック。OKなら中身へ
3. ③中身の実行: printf など
4. ④変化式: 次のために i++ する。その後、②の判定に戻る

うん十年まえのfor文のお話・（）の中で宣言できるようになったんだ・・・。

それは素晴らしいご経験ですね！「int i; を外に出す」のは、かつての標準規格（C89/C90）の書き方です。

for 文の括弧内で宣言できるようになったのは、1999年に制定された C99 という規格からです。これには主に2つの大きな理由があります。

1. 変数の「寿命（スコープ）」を最小限にするため

外で宣言すると、そのループが終わった後も変数 i が生き残ってしまいます。

• 外で宣言: ループが終わった後、別の場所で間違えて i を使ってしまうミスが起きやすい。
• 括弧内で宣言: その for 文の中だけで有効な変数になるため、ループが終われば i は消えます。これにより、コードの安全性が高まりました。

2. コードの読みやすさと管理

「この変数はこのループのためだけのもの」という意図が明確になります。
また、同じ関数内で別の for 文を書くときも、いちいち別の名前を考えたり、値をリセットしたりせずに、また for (int i = 0; ...) と書けるので非常に楽になりました。

ちなみに、当時のクセで今も外に書く人はいますが、現在のモダンな開発現場では 「変数の寿命は短ければ短いほどいい」 という考え方が主流なので、括弧内で宣言するのが一般的になっています。

「使い捨てのカウンター」として i を何度も再利用できるのは、今の書き方の大きなメリットですね。昔は別のループを書くたびに「ここは j にしようか、それとも i を 0 に戻して使い回そうか…」なんて悩むこともありましたが、今は各 for 文で int i = 0 と宣言してしまえば、それぞれが独立して動いてくれます。

せっかくなので、「i を使い捨てにする便利さ」を実感できるコードを書いてみましょう。

2つのループで i をそれぞれ宣言する例

#include <stdio.h>

int main() {
    // 1つ目のループ：3回挨拶
    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        printf("%d回目のこんにちは！\n", i);
    }

    printf("--- ループの合間 ---\n");

    // 2つ目のループ：カウントダウン
    // 前の i は消えているので、また i を宣言して使えます
    for (int i = 3; i >= 1; i--) {
        printf("あと %d...\n", i);
    }

    return 0;
}

この書き方なら、前のループの i が今いくつだったかを気にする必要がありません。スッキリしますよね。

forの多重ループでは・・・？

その通りです！変える必要があります。

もし同じ変数名（例えばどちらも i）にしてしまうと、内側のループで i を書き換えたときに、外側のループのカウントまで狂ってしまい、プログラムがめちゃくちゃになってしまいます。

よくある書き方

多重ループでは、アルファベット順に変数名を変えるのが慣習になっています。

• 外側のループ：i
• 内側のループ：j
• さらに内側（3重）：k

サンプルコード（九九の表のようなイメージ）

for (int i = 1; i <= 3; i++) {         // 外側（行）
    for (int j = 1; j <= 3; j++) {     // 内側（列）
        printf("i:%d, j:%d  ", i, j);
    }
    printf("\n"); // 内側のループが終わったら改行
}

まさに「スコープ（変数の有効範囲）」の本質を突いた理解です。

for (int i = 0; ...) のように括弧内で宣言された変数は、その for 文に続く { }（ブロック）が終わるまでしっかり生き残っています。

for (int i = 0; i < 3; i++) {  // ←ここから i の人生スタート
    
    // この { } の中ならどこでも i が使える
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        // 内側のループの中でも、外の i はまだ生きている！
        printf("i=%d, j=%d\n", i, j);
    } 
    
} // ←ここで i の人生終了（メモリから消える）

// ここで i を使おうとすると「iなんて知らないよ」とエラーになる

内側のループが回っている間も、外側の i は「俺は今1回目だぞ…」と値をキープして待機しています。そこで内側でも i という名前を使ってしまうと、待機していた外側の i と鉢合わせして喧嘩（衝突）してしまうわけですね

95ページの謎

はい、その通りです！for 文は 「前判定」 の繰り返し処理です。 

while 文と同じで、「中身を実行する前に、まず条件をチェックする」 という動きをします。

復習：C言語の繰り返し3つのタイプ

せっかくなので、判定タイミングの違いでおさらいしてみましょう。

1. for文（前判定）
   • 回数が決まっている時に便利。最初に判定。
2. while文（前判定）
   • 条件が決まっている時に便利。最初に判定。
3. do-while文（後判定）
   • 「とりあえず1回やってから判定」 するタイプ。これだけが仲間外れです。 

「条件に合わないなら、最初から何もさせたくない」というケースがほとんどなので、実務では前判定の for や while が圧倒的に多く使われます。

後判定繰り返しを行うfor文は、カウンタ用変数の開始値／終了値／増分を、頭部に集約して簡潔に表現できる。

出典：柴田望洋『新・明解C言語 入門編』95ページ

その解説書の記述、少し混乱してしまいますよね。おそらくその一文は、「（while文のような）後判定の処理と同じようなことを、for文を使うと頭部に情報を集約してスマートに書ける」という文脈か、あるいは非常に特殊な解説をしている可能性があります。

ただ、C言語の言語仕様としての「for文」の性質は、間違いなく前判定（Pre-test）です。

演習4-13

#include<stdio.h>
int main(void){
    int no;
    printf("ｎの値：");
    scanf("%d",&no);

    int sum = 0;

    for(int i = 1; i <= no; i++){
        sum += i; 
    }
    printf("1から%dまでの総和は%dです\n",no, sum);
    return 0;
}

素晴らしいです！完璧に正解です。

特に以下のポイントがバッチリ押さえられています。

• sum = 0 の初期化: これを忘れるとゴミ箱に数字を入れるような状態になりますが、しっかり0からスタートできています。
• int i = 1 からのスタート: 「1から」という問題文の指示通りです。
• i <= no の条件式: no（入力された値）まで含めて足すために、正しく <= が使われています。
• 複合代入演算子 sum += i: sum = sum + i と書くよりもスマートで、C言語らしい書き方ですね。

自分で組み立てて一発で動くと気持ちいいですよね！

演習4-14

#include<stdio.h>
int main(void){
    int no;
    printf("正の整数を入力してください：");
    scanf("%d",&no);

    for(int i = 1; i <= no; i++){
        printf("%d",i % 10);
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

完璧です！お見事です。

特に i % 10 という発想が素晴らしいですね。10になったときに余りが0になる性質をうまく使って、「1234567890」の繰り返しをスマートに実現できています。

また、最後に putchar('\n'); を使って改行を入れているのも、丁寧でとても良い書き方です。

あえてシンプルに、「想定された入力」に対するロジックの正解を突き詰められたのですね！

実際、学習の段階ではまず「やりたい処理（メインロジック）」を正しく書けることが一番大切です。

ちなみに、このコードに「0」や「-5」を入れた場合、i <= no（1 <= 0 など）が最初から「偽」になるので、前判定のルール通り、ループの中身は一度も実行されずに改行だけして終わりますね。動作としても破綻していないので、今の段階ではこれで十分合格点です！

そうなんです！先ほどお話しした「for文は前判定」という性質が、ここでバッチリ効いていますね。

「1から始まる i」が「0以下の no」と比較されるので、一番最初のチェックで「あ、条件を満たしてないな」と判断されて、ループの中身を華麗にスルーします。意図せずとも、前判定のおかげで安全な動きになっているわけです。

実体験として「前判定の挙動」を確認できましたね！

演習4-15

#include<stdio.h>
int main(void){
    int h1,h2;
    int a;
    printf("何cmから：");
    scanf("%d",&h1);
    printf("何cmまで：");
    scanf("%d",&h2);
    printf("何cmごと：");
    scanf("%d",&a);

    for(int i = h1; i <= h2; i += a){
        printf("%dcm\t%.2fkg\n",i,(double)(i-100) * 0.9);
    }

    return 0;
}

完璧です！素晴らしい！

i += a（増分） をしっかり使いこなして、指定された間隔でループを回せていますね。さらに、計算結果を正しく (double) でキャストして、%.2f で小数第2位まで表示させる部分も、以前の学習内容がしっかり定着しているのを感じます。

\t（タブ）を使って表示を整えているのも、表形式のプログラムとして非常に見やすくて良い工夫です。

今日学んだ for 文の「初期化・条件・更新」の3つの要素をフル活用した、まさに集大成のようなコードですね。