Java入門｜配列のしくみと使い方

Java入門｜配列のしくみと使い方

たくさんのデータも、配列を使えばすっきり整理できる

Javaでプログラムを書いていると、同じ種類のデータをたくさんまとめて扱いたい場面がよく出てきます。たとえば、クラス全員のテストの点数、1週間の気温、12か月分の売上、ゲームのプレイヤーごとのスコアなどです。

こうしたデータを1つずつ別の変数で管理しようとすると、変数の数がどんどん増えてしまい、コードが見づらくなったり、処理を書くのが大変になったりします。そこで活躍するのが配列です。

配列は、同じ型のデータをひとまとめにして扱える仕組みです。Javaの学習ではとても大切な基本機能の1つで、これを理解すると、たくさんの値を効率よく処理できるようになります。ここでは、配列とはどんなものなのか、なぜ便利なのか、どのように使うのかを、イメージしやすい形でていねいに見ていきます。

たくさんの値を1つずつ変数で管理するとどうなるのか

まずは、配列を使わない場合を考えてみましょう。たとえば50人分のテストの点数を扱いたいとします。

int test1 = 80;
int test2 = 60;
int test3 = 22;
...
int test50 = 35;

このように書くことはできますが、実際にはかなり大変です。

変数の数が多くなると、次のような問題が出てきます。

たとえば、50人分の点数の合計を出そうとすると、配列を使わない場合はかなり面倒です。

int total = test1 + test2 + test3 + ... + test50;

このような書き方は現実的ではありません。ここで、同じ型の値をまとめて管理できる配列がとても便利になります。

配列とは何か

配列は、同じ型の値を複数まとめて記憶するための仕組みです。

ふつうの変数は、1つの名前に対して1つの値を入れるイメージでした。たとえば、score という変数に 80 を入れる、という形です。

int score = 80;

これに対して配列は、1つの配列名の中に、複数の値を並べて持つことができます。

たとえば、5人分の点数を1つにまとめると、次のようなイメージになります。

つまり、配列は「同じ種類のデータを並べて保管できる特別な入れ物」と考えるとわかりやすいです。

配列を身近なイメージで考えてみよう

配列は、同じ形の引き出しが横にずらっと並んでいる棚のようなものです。
それぞれの引き出しには1つずつ値を入れることができます。

たとえば、点数を入れる棚を考えると、こんなイメージです。

ここで大切なのは、配列の中の1つ1つの場所には番号が付いているということです。
この番号を添字と呼びます。

Javaの配列では、最初の番号は 1 ではなく 0 から始まります。
この点は最初につまずきやすいので、しっかり覚えておきたいポイントです。

配列が便利な理由

配列の便利さは、単に値をまとめて保存できるだけではありません。まとめて扱えるからこそ、繰り返し処理ととても相性がよいのです。

たとえば、配列を使えば、合計や平均の計算、最大値の探索、全員分の表示などを、すっきりと書けるようになります。

配列を使うメリットを整理すると、次のようになります。

変数と配列の違い

変数と配列はどちらも値を記憶するための仕組みですが、使い方にははっきりした違いがあります。

たとえば、1人分の点数なら変数でも十分です。

int score = 80;

でも、50人分の点数なら配列のほうが自然です。

int[] scores = new int[50];

このように、1つだけの値なのか、同じ種類の値が複数あるのかで使い分けることが大切です。

配列はどんな場面で使われるのか

配列は、同じ種類のデータが複数ある場面でよく使われます。実際のプログラムでは、かなり多くの場面で登場します。

たとえば、次のようなケースです。

たとえば、1週間の気温を扱うならこのように考えられます。

int[] temperature = {18, 20, 19, 22, 21, 17, 16};

この1行だけで、7日分のデータをまとまりとして表現できます。とてもすっきりしていますね。

配列は同じ型だけをまとめる

配列で特に大切なのは、同じ型の値だけをまとめて記憶するという点です。

たとえば、整数を入れる配列には整数だけを入れます。

int[] scores = {80, 60, 22, 90, 35};

文字列を入れる配列なら、文字列だけを入れます。

String[] names = {"佐藤", "鈴木", "高橋"};

このように、1つの配列の中に異なる型を自由に混ぜることはできません。

たとえば、次のような形は配列には向いていません。

• 名前
• 年齢
• 身長
• 住所

これらは種類が違うデータです。こうした異なる性質の情報をひとまとめに扱いたい場合は、あとで学ぶクラスのほうが適しています。

つまり、配列は同じ型の値を横に並べて扱うのが得意です。
異なる情報を1人分としてまとめたいときはクラスが向いています。

まずは配列を使う目的をしっかり押さえよう

配列の学習では、構文を覚える前に、なぜ配列を使うのかを理解しておくことがとても大切です。

配列の目的は、同じ種類のデータをまとめて管理し、効率よく処理できるようにすることです。

たとえば、次のように考えるとわかりやすいです。

• 1人の点数を扱うなら変数
• 30人分の点数を扱うなら配列
• 1人の名前、年齢、住所をまとめるならクラス

この使い分けが見えてくると、Javaのプログラムがぐっと整理しやすくなります。

この図では、1つの配列の中に5つの値が並んでいる様子を表しています。
上に書かれている 0、1、2、3、4 は添字で、それぞれの場所を区別するための番号です。

たとえば、

• 添字 0 の場所には 80
• 添字 1 の場所には 60
• 添字 2 の場所には 22

が入っています。

このように、配列は値をただ並べるだけではなく、位置番号とセットで管理しているのが大きな特徴です。
この考え方は、このあと配列の要素にアクセスするときにとても重要になります。

配列を学ぶと、この先のJavaが理解しやすくなる

配列は、Javaの基本文法の中でもかなり重要な内容です。なぜなら、配列を理解すると、繰り返し処理との組み合わせ、データの集まりの扱い方、より実践的なプログラムの書き方が見えてくるからです。

たとえば、今後は次のような処理にもつながっていきます。

• 配列のすべての値を順番に表示する
• 合計や平均を計算する
• 最大値や最小値を探す
• 条件に合う値だけを調べる

こうした処理は、Javaらしいプログラムを書くうえでとても大切です。配列は、その土台になる考え方といえます。

配列は「たくさんの同じ種類のデータ」を扱うための基本機能

ここまで見てきたように、配列は、同じ型の値をひとまとめにして管理するための仕組みです。
たくさんのデータを扱うプログラムでは、変数を1つずつ増やしていくよりも、配列を使ったほうがずっと整理しやすくなります。

特に、テストの点数のように、同じ種類のデータがたくさん並ぶ場面では、配列はとても自然で使いやすい仕組みです。Javaを学ぶうえでは、まずこの基本イメージをしっかり持っておくことが大切です。

このあと配列の宣言、要素の確保、初期化、添字の使い方、配列の長さなどを学んでいくと、配列を実際のコードの中で使いこなせるようになっていきます。まずは、配列とは「同じ型の値をまとめて記憶する仕組み」である、という土台をしっかり押さえておきましょう。