第六回 if 文および if～else 文
ここでは if 文、および if～else 文を学ぶ。
これまでのプログラムは常に一本道であったが、if 文を学ぶと
状況に応じて処理が分岐するプログラムを記述できるようになる。
本ページでは、状況に応じて処理が分岐するプログラムが if 文により実現されることを学ぶ。
if 文は以下の構造を持っている。
if( 条件 )
{
命令 (複数の命令でも良い)
}
上記のような記述により、以下のような動作が実現される。
これを模式的に表すと、以下の様になる。
すなわち、条件が満たされているか (true)、満たされていないか (false) で、
「命令」を実行するかどうかが変わる、ということである。
これは、プログラムの処理が条件によって分岐する、と言い替えることができる。
使用例としては例えば以下のプログラムが挙げられる。
ユーザーが入力した整数が 5 より大きいときにのみ「あなたの入力した数字は5より大きいですね」と表示するプログラムである。
入力した整数が 5 以下の場合は何も表示されない。
int i;
cin >> i; // ユーザが入力した整数値を変数 i に代入
if(i>5)
{
cout << "あなたの入力した数字は5より大きいですね\n";
}
このプログラムは「ユーザーからの入力」という今までにない内容を含んでいるので、
paiza.IO で実行するには、少し注意が必要である。
まず、これまで通りプログラムを記述する。
インデントの設定について下図を参考にしよう。
さらに、下図に示されているように、「入力」タブに5より大きい整数を「半角で」入力しておこう。図では10を記入した。
この数字が「cin >> i;」命令により、変数 i に格納されるのである。
そうしてから「実行」ボタンをクリックしよう。
そうすると、「出力」タブに「あなたの入力した数字は5より大きいですね」という文字列が表示される。
一方、「入力」タブに 5 以下の数を入力してから「実行」ボタンをクリックしても…
何も表示されない。すなわち、変数 i の大小により、処理が分岐したのである。
if文では、一つの条件に対しその条件が正しいか (true)、正しくないか (false) で
命令を実行するかしないかの２通りに分岐させた。
このとき、「命令を実行するかしないか」の２通りではなく、
「命令1と命令2のどちらを実行するか」の２通りの方が便利なことが多い。
それを実現するのがif ～ else 文である。if ～ else 文は以下のような構造をしている。
if( 条件 )
{
命令１ (複数の命令でも良い)
}
else
{
命令２ (複数の命令でも良い)
}
この場合の模式図は以下の様になる。
先程の if 文との違いは、「ある命令を実行するかしないか」ではなく「命令１と命令２のどちらを実行するか」の２択になることである。
使用例は、上で用いた例の続きとすれば以下のようになるだろう。
int i;
cin >> i;
if(i>5)
{
cout << "あなたの入力した数字は5より大きいですね\n";
}
else
{
cout << "あなたの入力した数字は5以下ですね\n";
}
先程の例と異なり、i が 5 以下の場合もメッセージが表示されるようになる。
実行して違いを確認してみよう。
以下では、プログラムを変更した後、「入力」タブに4 を入力している。
実行結果は、以下のように「あなたの入力した数字は5以下ですね」と表示されている。
すなわち、表示される内容が、i の大小により、以下の２択になったということである。
- あなたの入力した数字は5より大きいですね
- あなたの入力した数字は5以下ですね
ここまでは、一つの条件に対しその条件が正しいか (true)、正しくないか (false) で２通りに分岐させた。
実際のプログラミングでは、命令を３通り、４通りと分岐させたいことがしばしばある。
そのような場合は else if によって条件を追加していくことができる。構造は以下の通り。
if( 条件１ )
{
命令１ (複数の命令でも良い)
}
else if( 条件２ )
{
命令２ (複数の命令でも良い)
}
else if( 条件３ )
{
命令３ (複数の命令でも良い)
…
}
else if( 条件n-1 )
{
命令n-1 (複数の命令でも良い)
}
else
{
命令n (複数の命令でも良い)
}
これを模式的に表すと下図のようになる。
具体例を見た方が分かりやすいだろう。以下の例はこれまでの例を発展させ、処理を３つに分岐させている。
- i が 5 より大きいか
- i が 5 より小さいか
- それ以外 (i が 5 に等しい)
else の使い方に注意しよう。このプログラムでは「i が 5 に等しい」という条件を直接書いていないが、
「i>5 でもなく i<5 でもない (すなわち i=5)」と言う形で「i が 5 に等しい」という条件を実現しているのである。
int i;
cin >> i;
if(i>5)
{
cout << "あなたの入力した数字は5より大きいですね\n";
}
else if(i<5)
{
cout << "あなたの入力した数字は5より小さいですね\n";
}
else
{
cout << "あなたの入力した数字は5ですね\n";
}
実行結果は以下の通り。「入力」タブに 5 を記入したときの結果である。
さて、本日の課題として簡単な数当てゲームを作ってみよう。
コンピュータが 1 から 10 の数をランダムに選ぶので、
皆さんがそれを当てる、というゲームである。
プログラム全体を記すと以下のようになる。ただし、以下のプログラムには「??」と書かれた箇所が２箇所あり、
そこを埋めないとプログラムは完成しない。
ゼロからプログラムを記述しても良いが、先程の「5 との大小を比較するプログラム」を改造するのが楽かもしれない。
その場合、違いを良く見極めながら記述しなければならない。
しかしいずれにせよ、２箇所の「??」を埋めないと、数当てゲームは完成しない。
何が入るべきかを良く考え、プログラムを完成させよう。
変数 answer には、コンピュータがランダムに決定した 1 ～ 10 の整数のどれかが格納されていることに注意すること。
これが数当てゲームの「答え」である。
また、皆さんが入力した数値は変数 i に格納されている。i と answer が等しいかどうかが問題なのである。
ちなみに、２箇所の「??」部を正しく埋めた後、「入力」タブに 8 と記入して実行した時の結果を表示してみる。
以下は、皆さんの入力 8 が答えよりも大きい場合の表示。
以下は、皆さんの入力 8 が答えと等しかった時の表示である。
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