[C言語] for文を使って数列を表示する方法

C言語で数列を表示するには、for文を使用するのが一般的です。

for文は、初期化、条件判定、更新処理を一行で記述できるため、数列のような繰り返し処理に適しています。

例えば、1から10までの数を表示する場合、for文を使ってループを設定し、printf関数で各数値を出力します。

この方法を使うことで、簡潔かつ効率的に数列を表示することが可能です。

数列の種類と表示方法

数列は、特定の規則に従って並んだ数の集まりです。

C言語では、for文を使って様々な数列を表示することができます。

ここでは、等差数列、等比数列、フィボナッチ数列の3種類の数列について解説します。

等差数列の表示

等差数列の定義

等差数列は、隣り合う項の差が一定である数列です。

この差を「公差」と呼びます。

例えば、数列 2, 4, 6, 8, 10 は公差が2の等差数列です。

for文を使った等差数列の表示例

以下のコードは、初項が1で公差が3の等差数列を表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int firstTerm = 1; // 初項
    int commonDifference = 3; // 公差
    int numberOfTerms = 10; // 表示する項数
    for (int i = 0; i < numberOfTerms; i++) {
        printf("%d ", firstTerm + i * commonDifference);
    }
    return 0;
}

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

このプログラムは、初項から始めて公差を加算しながら数列を表示します。

for文の中で、iを使って各項を計算しています。

等比数列の表示

等比数列の定義

等比数列は、隣り合う項の比が一定である数列です。

この比を「公比」と呼びます。

例えば、数列 3, 6, 12, 24 は公比が2の等比数列です。

for文を使った等比数列の表示例

以下のコードは、初項が2で公比が3の等比数列を表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int firstTerm = 2; // 初項
    int commonRatio = 3; // 公比
    int numberOfTerms = 10; // 表示する項数
    int term = firstTerm;
    for (int i = 0; i < numberOfTerms; i++) {
        printf("%d ", term);
        term *= commonRatio;
    }
    return 0;
}

2 6 18 54 162 486 1458 4374 13122 39366

このプログラムは、初項から始めて公比を掛けながら数列を表示します。

for文の中で、termを使って各項を計算しています。

フィボナッチ数列の表示

フィボナッチ数列の定義

フィボナッチ数列は、最初の2つの項が1であり、それ以降の項は直前の2つの項の和である数列です。

数列は 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, … と続きます。

for文を使ったフィボナッチ数列の表示例

以下のコードは、フィボナッチ数列を表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int numberOfTerms = 10; // 表示する項数
    int firstTerm = 1, secondTerm = 1;
    int nextTerm;
    printf("%d %d ", firstTerm, secondTerm);
    for (int i = 2; i < numberOfTerms; i++) {
        nextTerm = firstTerm + secondTerm;
        printf("%d ", nextTerm);
        firstTerm = secondTerm;
        secondTerm = nextTerm;
    }
    return 0;
}

1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

このプログラムは、最初の2つの項を表示し、その後の項を計算して表示します。

for文の中で、nextTermを使って次の項を計算し、firstTermとsecondTermを更新しています。

応用例

for文を使った数列の表示は、基本的な数列だけでなく、様々な応用が可能です。

ここでは、逆順数列、偶数のみの数列、奇数のみの数列の表示方法について解説します。

逆順数列の表示

逆順数列の定義

逆順数列とは、通常の数列を逆の順序で表示したものです。

例えば、数列 1, 2, 3, 4, 5 を逆順にすると 5, 4, 3, 2, 1 になります。

for文を使った逆順数列の表示例

以下のコードは、1から10までの数列を逆順に表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int start = 10; // 開始値
    int end = 1; // 終了値
    for (int i = start; i >= end; i--) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

このプログラムは、for文を使って開始値から終了値までを逆順に表示します。

i--を使ってカウントダウンしています。

偶数のみの数列表示

偶数数列の定義

偶数数列は、偶数のみで構成された数列です。

偶数は2で割り切れる整数です。

例えば、2, 4, 6, 8, 10 は偶数数列です。

for文を使った偶数数列の表示例

以下のコードは、1から20までの偶数を表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int start = 2; // 開始値
    int end = 20; // 終了値
    for (int i = start; i <= end; i += 2) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

このプログラムは、for文を使って開始値から終了値までの偶数を表示します。

i += 2を使って偶数のみをカウントしています。

奇数のみの数列表示

奇数数列の定義

奇数数列は、奇数のみで構成された数列です。

奇数は2で割り切れない整数です。

例えば、1, 3, 5, 7, 9 は奇数数列です。

for文を使った奇数数列の表示例

以下のコードは、1から20までの奇数を表示する例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int start = 1; // 開始値
    int end = 19; // 終了値
    for (int i = start; i <= end; i += 2) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

このプログラムは、for文を使って開始値から終了値までの奇数を表示します。

i += 2を使って奇数のみをカウントしています。

まとめ

数列を表示するためのfor文の使い方を学ぶことで、C言語でのループ処理の基礎を理解できます。

等差数列、等比数列、フィボナッチ数列、逆順数列、偶数数列、奇数数列の表示方法を通じて、for文の応用力を高めることができました。

これを機に、他の数列やループ処理にも挑戦してみましょう。