for文の使い方

C言語で，たとえば同じ処理を100回繰り返したいという場合には，for文を使って，

for (i = 0; i < 100; i++) {
  printf("i = %d\n", i);
}

のように書きます。ここでは，iという変数の値が0から99まで変化しながらfor文内のループを計100回繰り返します。ループの中にはprintf()が書かれているため，実際に0,1,2...99という値が100行に渡って表示されます。

for文は，一般的には次のような形をしています。

for (初期設定式; 継続条件式; 再設定式) {
  ループで実行する文
}

for文の動作を図6.1に示します。このように，for文はまず初期設定式を実行したあと，継続条件式を実行し，その値が真であればループで実行する文を実行し，最後に再設定式を実行したあと再び継続条件式を実行します。この動作が何度も繰り返され，継続条件式の実行結果が偽になるとループを抜け，for文を終了します。なお，継続条件式による条件判断はループの前に行なわれるため，条件によってはループで実行する文が一度も実行されない可能性もあります。

for文の初期設定式には，文字通り「i = 0」のような，変数を初期化する式を，継続条件式には「i < 100」のような条件判断を行う式を，再設定式には「i++」のように変数の値を次のループのために更新する式を 書くのが普通です。しかし，C言語のfor文はさらに一般化されていて自由度が高く，これらの初期設定式，継続条件式，再設定式に任意の式を書くことができます。

初期設定式，継続条件式，再設定式は，必要がなければ省略することもできます。継続条件式を省略した場合はその条件は常に真とみなされます。

なお，ループで実行する文がひとつしかない場合，文法的には{ }をつけて複文にする必要はありませんが，ソースの可読性を高めるため，{ }を省略しない方がよいでしょう。

1から100まで足してみる

for文を使って，整数値を1から100まで加える計算をするプログラムをリスト6.1に示します。このプログラムでは変数iの値が1から100まで変化しながらループを回り，ループの中ではsumという変数にiの値を加えています。

sum.cをコンパイルして実行すると，図6.2の実行例のとおり，正しく5050という値が表示されます。

#include <stdio.h>

int
main()
{
  int i, sum;

  sum = 0;
  for (i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
  }
  printf("sum = %d\n", sum);
  return 0;
}

$ gcc -O2 -o sum sum.c
$ ./sum
sum = 5050
$

基本的なwhile文の使い方

while文は，

while (継続条件式) {
  ループで実行する文
}

という形をした文で，継続条件式の値が真である限り，ループを繰り返します。while文の動作を図6.3に示します。なお，while文ではfor文とは違って，継続条件式を省略することはできません。

while文は，for文から初期設定式と再設定式を取り除いたものと同じです。

たとえば，

と書いたのは，

と書いたのと同じになります。

このように，for文はwhile文を兼ねており，while文はfor文の特別な場合であると考えていいでしょう。ただし，while文の場合は継続条件式を省略することはできません。

たとえば，前述のsum.c(リスト6.1)の中のfor文は，リスト6.2のようにwhileで書くこともできます。もちろん，図6.4のとおり実行結果も同じです。

#include <stdio.h>

int
main()
{
  int i, sum;

  sum = 0;
  i = 1;
  while (i <= 100) {
    sum += i;
    i++;
  }
  printf("sum = %d\n", sum);
  return 0;
}

$ gcc -O2 -o sum_while sum_while.c
$ ./sum_while
sum = 5050
$

なお，while文のループの中に後述のcontinue文がある場合，while文とfor文の動作に少し違いが発生します。sum.cとsum_while.cの例では，ループ中の際にi++が実行されるかどうかが違い，while文の場合はcontinueするとi++が実行されません。

このように，同じプログラムがfor文を使ってもwhile文を使っても書けるわけですが，for文を使うかwhile文を使うかは，ソースの可読性の問題などを考慮して決めればよいでしょう。通常は，ループ変数をインクリメント（またはデクリメント）しながら繰り返す場合はfor文を，とくにループ変数がなく，ある一定条件になるまでループを繰り返すという意味合いが強い場合はwhile文にすればよいでしょう。