C/C++の基礎

ループ: for・while・do-while

ループは同じブロックを何度も実行します。for は回数が決まっているとき、while は条件が偽になるまで、do-while は本体を必ず 1 回は実行します。

ループ: for・while・do-whileとは?

ループは同じブロックを何度も実行します。for は回数が決まっているとき、while は条件が偽になるまで、do-while は本体を必ず 1 回は実行します。

for、while、do-while のループに加え、break と continue で処理を繰り返します。

重要なポイント

  • compiler warningを有効にしてすべて修正します。
  • 各値の型とlifetimeを把握します。
  • 入力と配列の境界を検証します。

動きで理解する

ステップを押すと、ループが1手ずつ進みます。条件の確認、本体の実行、トレース表が1行ずつ増えていく様子を見ましょう。

CとC++のコード例

C
実行 →
main.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    /* for: start; condition; step */
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("%d ", i);
    }
    printf("\n");

    /* while: repeat as long as the condition holds */
    int n = 20;
    int steps = 0;
    while (n > 1) {
        n /= 2;
        steps++;
    }
    printf("halved %d times\n", steps);

    /* do-while: the body runs at least once */
    int tries = 0;
    do {
        tries++;
    } while (tries < 3);
    printf("tries = %d\n", tries);

    /* break leaves the loop, continue skips to the next round */
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i % 2 == 0) continue;
        if (i > 7) break;
        printf("%d ", i);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
期待される出力
1 2 3 4 5 
halved 4 times
tries = 3
1 3 5 7
C++
実行 →
main.cpp
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    // for: start; condition; step
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';

    // while: repeat as long as the condition holds
    int n = 20;
    int steps = 0;
    while (n > 1) {
        n /= 2;
        steps++;
    }
    std::cout << "halved " << steps << " times\n";

    // do-while: the body runs at least once
    int tries = 0;
    do {
        tries++;
    } while (tries < 3);
    std::cout << "tries = " << tries << '\n';

    // range-based for visits every element of a container
    std::vector<int> values{1, 3, 5, 7};
    int sum = 0;
    for (int value : values) {
        sum += value;
    }
    std::cout << "sum = " << sum << '\n';
}
期待される出力
1 2 3 4 5 
halved 4 times
tries = 3
sum = 16

CとC++の比較

for の見出しには初期値、条件、更新が入ります。break はループを途中で抜け、continue は次の回へ進みます。C++ には範囲ベースの for があり、添字なしでコンテナのすべての要素をたどれます。

C

Cは小さな手続き型APIと表現の詳細を明示します。

C++

C++は低レベルモデルを保ちつつ安全な型を追加します。

練習課題

両方を実行して変更し、言語ごとの保証を確認します。

  • 不正入力と境界値を追加します。
  • -Wall -Wextra -Wpedanticでコンパイルします。
  • 宣言と実装を分割します。

チャレンジで練習する

このレッスンの内容を使って実際の問題を解きましょう。各チャレンジはブラウザで動き、すぐにテストされ、AI のレビューも受けられます。

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