C言語基礎｜論理否定と条件の書き換え

C言語基礎｜論理否定と条件の書き換え

はじめに：条件は「同じ意味でも、読みやすさが変わる」

C言語でプログラムを書いていると、同じ判定なのに

• ある書き方はスッと読める
• 別の書き方は一瞬考え込む

…みたいなこと、よく起きます。

とくに 入力チェック や ループの継続条件 は、条件式が長くなりがち。
そこで役に立つのが 論理否定演算子 ! と 条件の書き換え（ド・モルガンの法則） です。

ここでは、

• ! が何をしているのか
• 継続条件と終了条件の関係
• ド・モルガンの法則で「同じ意味に変換できる」こと

を、表と図でやさしく整理していきます。

サンプル：入力値が 10〜99 でなければ再入力

「2桁の整数（10〜99）だけ受け付ける入力チェック」プログラムを例に解説します。

プロジェクト名：chap4-3-1　ソースファイル名：chap4-3-1.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。

// 2桁の整数（10〜99）のみ受け付け、OKなら結果を表示
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int code;

    do {
        printf("Enter a 2-digit code (10 to 99): ");
        scanf("%d", &code);
    } while (code < 10 || code > 99);   // 継続条件：不当なら繰り返す

    printf("Accepted. Your code is %d.\n", code);
    return 0;
}

実行例

Enter a 2-digit code (10 to 99): 7
Enter a 2-digit code (10 to 99): 120
Enter a 2-digit code (10 to 99): 42
Accepted. Your code is 42.

まずは復習：do文の継続条件は「繰り返す条件」

このサンプルの do 文はこうです。

do {
    ...
} while (code < 10 || code > 99);

ここでの while (式) の式は 制御式。
その意味は 式が真（非0）なら繰り返す です。

つまり今回の制御式は、

• code が 10 未満、または 99 より大きい
  → 範囲外（不当）なら繰り返す

という 継続条件 になっています。

論理否定演算子 ! は何をする演算子？

!（論理否定）は、ざっくり言うと

• 真っぽいものを偽に
• 偽っぽいものを真に

ひっくり返す演算子です。

表：論理否定演算子の意味

C言語の条件式では、慣習として

• 0 が偽
• 0以外が真

です。だから ! は「0かどうか」を判定して反転させている、と思うと理解が早いです。

例：値の反転イメージ

「不当なら続ける」を「妥当でないなら続ける」に書き換える

元の制御式（継続条件）はこれでした。

code < 10 || code > 99

これは「code が範囲外か？」という判定です。
一方で「code が範囲内か？」という判定はこう書けます。

code >= 10 && code <= 99

そして「範囲内ではないか？」（妥当ではないか？）は、これの否定なのでこうなります。

!(code >= 10 && code <= 99)

つまり、次の2つは 同じ意味 になります。

表：同じ意味になる2つの条件式

どっちが良いかは「好み」でもありますが、文脈で読みやすいほうを選べるのが強みです。

継続条件と終了条件はコインの裏表

同じ意味を、見え方を変えて表現するとこうなります。

① 継続条件（不当なら続ける）
   code < 10 || code > 99

② 終了条件（妥当なら終わる）の否定
   !(code >= 10 && code <= 99)

• ① は「続ける理由」を書いている。
• ② は「終わる理由」の反対を書いている。

中身は同じでも、読み手が理解しやすい方向が変わるんですね。

ド・モルガンの法則：否定を中に入れると && と || が入れ替わる

ここが本題のキモです。

ド・モルガン（C言語風）

つまり、否定を配る（内側に押し込む）ときは

• && と || が入れ替わる。
• 各条件が否定される。

というルールです。

実際に変形してみる（今回の条件で確認）

「妥当」はこうでした。

(code >= 10 && code <= 99)

これを否定したものが「妥当でない」。

!(code >= 10 && code <= 99)

ここでド・モルガンを使うと、

• (A && B) の否定は (!A || !B)

なので、

• !(code >= 10) || !(code <= 99)

さらに比較の否定は次のように書けます。

• !(code >= 10) は code < 10
• !(code <= 99) は code > 99

だから最終的に、

code < 10 || code > 99

に戻ります。ちゃんと一致しましたね。

表：変形のステップ

どっちの書き方が読みやすい？（実務の感覚）

わりと実務ではこういう基準で選ぶことが多いです。

特に、!( ... ) が何重にもなると急に読みづらくなるので、
「否定を配ってスッキリさせる」ド・モルガンはかなり頼れます。

ここで登場した命令の書式まとめ

do-while 文

論理否定

論理積と論理和

まとめ：条件の書き換えは「読みやすさの武器」

• ! は真偽を反転する。
• 継続条件と終了条件は、見方を変えただけで同じ意味になりうる。
• ド・モルガンの法則で、否定を整理して読みやすい条件式にできる。

条件式は「正しい」だけじゃなく、「読みやすい」も超大事。
この章を押さえると、入力チェックや複雑な分岐がグッと書きやすくなります。