C言語基礎｜for文の基本

はじめに：for文は「回数が決まっている繰り返し」にめちゃ強い

while文でも繰り返しは書けるんだけど、回数が決まっている処理をやるときは for文が本領発揮します。
開始値・継続条件・増分（更新）を、for の ( ) の中にまとめられるので、パッと見で

どこから始まる？
いつまで続く？
どう増える？

が分かりやすいんです。

この章では、for文の「基本の型」をしっかり固めていきますね。

サンプル：合計点を入力して、平均点と評価を出す（for文で人数分だけ繰り返す）

人数が決まっている入力 → 合計 → 平均は、for文の超定番のプログラムです。このプログラムを例に解説をします。

プロジェクト名：chap4-14-1　ソースファイル名：chap4-14-1.c

Visual Studio でこのプログラムを実行するには、SDLチェック設定を変更しておく必要があります。
１．プロジェクト名を右クリックして、「プロパティ」をクリックします。
２．「C/C++」→「全般」→「SDLチェック」を「いいえ」に切り替えて「OK」をクリックします。

// 指定された人数分の点数を読み込み、平均点と評価を表示
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    int sum = 0;

    printf("何人分の点数を入力しますか：");
    scanf("%d", &n);

    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        int score;
        printf("%d人目の点数：", i);
        scanf("%d", &score);
        sum += score;
    }

    if (n <= 0) {
        puts("人数は1以上にしてください。");
        return 0;
    }

    double avg = (double)sum / n;
    printf("平均点は%.1f点です。\n", avg);

    if (avg >= 80)
        puts("評価：とても良い感じ！");
    else if (avg >= 60)
        puts("評価：合格ライン！");
    else
        puts("評価：復習しよう！");
    
    return 0;
}

実行例

何人分の点数を入力しますか：3
1人目の点数：70
2人目の点数：90
3人目の点数：60
平均点は73.3点です。
評価：合格ライン！

for文の書式（まずは形を覚える）

for文の基本形

要素	書式	役割
A（前処理）	初期化式 / 宣言	最初の1回だけ実行される
B（制御式）	継続条件	真の間だけループ本体を実行
C（更新）	増分式など	ループ本体のあと毎回実行される

for文はこの3つをセミコロンで区切ります。

for (A; B; C)
    文;

for文の流れ（A→B→本体→C→B…）

for文の基本フロー

A を実行（最初の1回だけ）
        ↓
B を評価（継続条件）
    真  ↓         偽
本体を実行  →  ループ終了
        ↓
C を実行（更新）
        ↓
B に戻る

この流れを知っていると、for文が「何回回るか」を頭の中で追いやすくなります。

while文との対応（for文は前判定繰り返し）

for文は while文と同じく、前判定です。
つまり、B の条件が最初から偽なら、ループ本体は 1 回も実行されません。

for と while の置き換え（ほぼ同等）

for文	while文（同等の流れ）
for (A; B; C) 本体	A; while (B) { 本体; C; }

この対応が分かると、「for文が苦手…」って感覚がかなり薄れます。

カウンタ用変数 i の意味（なぜ i が多いの？）

for文でよく見る i は、繰り返し回数を数える変数（カウンタ用変数）です。

i は index（添字）の i としても使われがち
昔の言語の習慣もあって、短い i や j がよく使われる

とはいえ、意味が分かりにくい場面では person や count みたいな名前にしてもOKです。
読みやすさ優先でいきましょう。

A・B・C をそれぞれ丁寧に理解しよう

A 前処理（最初に1回だけ）

サンプルではこれです。

int i = 1

for の中で宣言した変数 i は、基本的に その for文の中だけで有効です。
だから別の for文で同じ名前をまた使っても問題になりにくく、保守もしやすいです。

B 制御式（続ける条件）

サンプルではこれです。

i <= n

この判定が真の間だけ、ループが回ります。

省略すると常に真扱いになるので、break などがないと無限ループになります。

for (;;)
    文;

C 更新（毎回の後始末・次の準備）

サンプルではこれです。

i++

ループ本体のあとに毎回実行されます。
ここに i += 2 みたいな書き方をすると、2ずつ増えるループになります。

定型パターン「n回繰り返す」を比べる

「n回だけ処理したい」は超よく出ます。

n回繰り返す代表形

for 版：
for (i = 0; i < n; i++)
    本体

while 版：
i = 0;
while (i < n) {
    本体
    i++;
}

for と while の違い（読みやすさの観点）

観点	for文	while文
回数が決まっている	得意（見やすい）	書けるが散らばりがち
条件が複雑	やや読みにくくなることも	状況次第で読みやすい
変数のスコープ	for内宣言が便利	ループ外に置きがち

ここで登場した命令の書式まとめ

for文

書式	何をする？
for (A; B; C) 文	A を1回実行し、B が真の間、文を繰り返し、毎回 C を実行する

+=（複合代入）

書式	何をする？
sum += score	sum に score を加えて sum に代入する

++（増分）

書式	何をする？
i++	i を 1 増やす

演習問題

演習4-10：1 から n までの偶数の和を求める

n を読み込み、1 から n までの偶数の和を表示せよ。

解答例

プロジェクト名：chap4-14-2　ソースファイル名：chap4-14-2.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    int sum = 0;

    printf("n の値：");
    scanf("%d", &n);

    for (int i = 2; i <= n; i += 2)
        sum += i;

    printf("1 から %d までの偶数の和は %d です。\n", n, sum);
    return 0;
}

演習4-11：ABCDE を繰り返し表示（指定文字数だけ）

正の整数 n を読み込み、ABCDE を繰り返して n 文字だけ表示せよ。

（例）
n：12
ABCDEABCDEAB

解答例

プロジェクト名：chap4-14-3　ソースファイル名：chap4-14-3.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    printf("表示する文字数：");
    scanf("%d", &n);

    const char s[] = "ABCDE";

    for (int i = 0; i < n; i++)
        putchar(s[i % 5]);

    putchar('\n');
    return 0;
}

演習4-12：歩数と消費カロリーの対応表を表示

開始歩数、終了歩数、増分を整数で読み込み、
消費カロリー（仮）を kcal = steps * 0.04 として表形式で表示せよ。
小数部は2桁表示すること。

解答例

プロジェクト名：chap4-14-41　ソースファイル名：chap4-14-4.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int start, end, step;

    printf("何歩から：");
    scanf("%d", &start);
    printf("何歩まで：");
    scanf("%d", &end);
    printf("何歩ごと：");
    scanf("%d", &step);

    for (int s = start; s <= end; s += step) {
        double kcal = s * 0.04;
        printf("%d steps  %.2f kcal\n", s, kcal);
    }

    return 0;
}