[C++] 初心者向け！for文の使い方を徹底解説

2025-04-15更新日: 2025-04-15

C++のfor文は、特定の回数だけ繰り返し処理を実行する際に便利な制御構文です。

基本構文は「for (初期化; 条件; 更新) { 処理 }」で、初期化でループ変数を設定し、条件がtrueの間だけ処理を繰り返します。

更新は各ループ終了後に実行されます。

例えば for (int i = 0; i < 5; i++) は、変数\(i\)を0から4までインクリメントしながら処理を繰り返します。

目次から探す

for文とは？基本構文と仕組み
- 基本構文の説明
- 例：1から5までの数を表示するfor文
for文の基本的な使い方
for文の応用テクニック
範囲ベースfor文の活用
for文を使った実践的な例
よくあるエラーとその対処法
まとめ

for文とは？基本構文と仕組み

C++におけるfor文は、繰り返し処理を行うための基本的な構文です。

特定の条件が満たされる限り、指定した処理を繰り返すことができます。

for文は、初期化、条件式、更新式の3つの部分から構成されています。

以下に基本構文を示します。

#include <iostream>
int main() {
    // for文の基本構文
    for (初期化; 条件; 更新) {
        // 繰り返し処理
    }
    return 0;
}

基本構文の説明

初期化: ループの開始時に1回だけ実行される部分です。

通常、カウンタ変数の初期化を行います。

条件: ループが続く条件を指定します。

この条件がtrueである限り、ループが実行されます。

更新: 各ループの最後に実行される部分で、カウンタ変数の更新を行います。

例：1から5までの数を表示するfor文

以下のサンプルコードでは、1から5までの数を表示するfor文を示します。

#include <iostream>
int main() {
    // 1から5までの数を表示するfor文
    for (int i = 1; i <= 5; i++) { // 初期化: iを1に設定
        std::cout << i << std::endl; // 繰り返し処理: iを表示
    } // 更新: iを1ずつ増加
    return 0;
}

このように、for文を使うことで、簡潔に繰り返し処理を記述することができます。

for文は、特にループの回数が決まっている場合に非常に便利です。

for文の基本的な使い方

for文は、C++において繰り返し処理を行うための非常に重要な構文です。

ここでは、for文の基本的な使い方を具体的な例を交えて解説します。

1. 繰り返し処理の基本

for文を使うことで、特定の処理を指定した回数だけ繰り返すことができます。

以下のサンプルコードでは、0から4までの数を表示します。

#include <iostream>
int main() {
    // 0から4までの数を表示するfor文
    for (int i = 0; i < 5; i++) { // 初期化: iを0に設定
        std::cout << i << std::endl; // 繰り返し処理: iを表示
    } // 更新: iを1ずつ増加
    return 0;
}

2. 配列の要素を繰り返し処理する

for文は、配列の要素を処理する際にもよく使用されます。

以下の例では、整数型の配列の要素をすべて表示します。

#include <iostream>
int main() {
    int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50}; // 整数型の配列
    int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]); // 配列のサイズを計算
    // 配列の要素を表示するfor文
    for (int i = 0; i < size; i++) { // 初期化: iを0に設定
        std::cout << numbers[i] << std::endl; // 繰り返し処理: 配列の要素を表示
    } // 更新: iを1ずつ増加
    return 0;
}

3. for文のネスト(入れ子)

for文は入れ子にすることも可能です。

以下の例では、2次元配列の要素を表示します。

#include <iostream>
int main() {
    int matrix[2][3] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} }; // 2次元配列
    // 2次元配列の要素を表示するfor文
    for (int i = 0; i < 2; i++) { // 行のループ
        for (int j = 0; j < 3; j++) { // 列のループ
            std::cout << matrix[i][j] << " "; // 繰り返し処理: 要素を表示
        }
        std::cout << std::endl; // 行の終わりで改行
    }
    return 0;
}

1 2 3 
4 5 6

このように、for文を使うことで、さまざまな繰り返し処理を簡潔に記述することができます。

特に、配列や2次元配列の処理においては非常に便利です。

for文の応用テクニック

for文は基本的な繰り返し処理だけでなく、さまざまな応用が可能です。

ここでは、for文の応用テクニックをいくつか紹介します。

1. 逆順での繰り返し

for文を使って、配列や数値を逆順で処理することができます。

以下の例では、配列の要素を逆順で表示します。

#include <iostream>
int main() {
    int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50}; // 整数型の配列
    int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]); // 配列のサイズを計算
    // 配列の要素を逆順で表示するfor文
    for (int i = size - 1; i >= 0; i--) { // 初期化: iを配列の最後のインデックスに設定
        std::cout << numbers[i] << std::endl; // 繰り返し処理: 配列の要素を表示
    } // 更新: iを1ずつ減少
    return 0;
}

2. 条件付きでの繰り返し

for文の中で条件を使って、特定の条件を満たす場合のみ処理を行うことができます。

以下の例では、1から10までの数の中で偶数のみを表示します。

#include <iostream>
int main() {
    // 1から10までの偶数を表示するfor文
    for (int i = 1; i <= 10; i++) { // 初期化: iを1に設定
        if (i % 2 == 0) { // 偶数の条件
            std::cout << i << std::endl; // 繰り返し処理: 偶数を表示
        }
    }
    return 0;
}

3. 複数の変数を使ったfor文

for文では、複数の変数を同時に使用することも可能です。

以下の例では、2つの変数を使って、1から5までの数とその2倍の数を表示します。

#include <iostream>
int main() {
    // 1から5までの数とその2倍を表示するfor文
    for (int i = 1, j = 2; i <= 5; i++, j += 2) { // 初期化: iを1、jを2に設定
        std::cout << "数: " << i << ", 2倍: " << j << std::endl; // 繰り返し処理: 数とその2倍を表示
    }
    return 0;
}

数: 1, 2倍: 2
数: 2, 2倍: 4
数: 3, 2倍: 6
数: 4, 2倍: 8
数: 5, 2倍: 10

4. for文と関数の組み合わせ

for文を使って、関数を呼び出すこともできます。

以下の例では、数値を引数に取り、その数の平方を計算する関数を定義し、for文で呼び出します。

#include <iostream>
// 数の平方を計算する関数
int square(int num) {
    return num * num; // 平方を返す
}
int main() {
    // 1から5までの数の平方を表示するfor文
    for (int i = 1; i <= 5; i++) { // 初期化: iを1に設定
        std::cout << i << "の平方: " << square(i) << std::endl; // 繰り返し処理: 平方を表示
    }
    return 0;
}

1の平方: 1
2の平方: 4
3の平方: 9
4の平方: 16
5の平方: 25

これらの応用テクニックを活用することで、for文をより効果的に使いこなすことができます。

さまざまな状況に応じて、for文を柔軟に活用してみましょう。

範囲ベースfor文の活用

C++11以降、範囲ベースfor文(range-based for loop)が導入され、配列やコレクションの要素を簡潔に繰り返し処理することができるようになりました。

範囲ベースfor文は、特に可読性が高く、コードをシンプルに保つのに役立ちます。

ここでは、範囲ベースfor文の使い方とその活用例を紹介します。

1. 基本的な構文

範囲ベースfor文の基本構文は以下の通りです。

for (型 変数名 : コレクション) {
    // 繰り返し処理
}

2. 配列の要素を繰り返し処理する

以下の例では、整数型の配列の要素を範囲ベースfor文を使って表示します。

#include <iostream>
int main() {
    int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50}; // 整数型の配列
    // 配列の要素を表示する範囲ベースfor文
    for (int num : numbers) { // numは配列の各要素を参照
        std::cout << num << std::endl; // 繰り返し処理: 要素を表示
    }
    return 0;
}

3. ベクターの要素を繰り返し処理する

C++の標準ライブラリに含まれるstd::vectorを使った場合も、範囲ベースfor文が便利です。

以下の例では、std::vectorの要素を表示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50}; // 整数型のベクター
    // ベクターの要素を表示する範囲ベースfor文
    for (int num : numbers) { // numはベクターの各要素を参照
        std::cout << num << std::endl; // 繰り返し処理: 要素を表示
    }
    return 0;
}

4. const修飾子を使った範囲ベースfor文

要素を変更しない場合は、const修飾子を使うことで、意図しない変更を防ぐことができます。

以下の例では、constを使った範囲ベースfor文を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50}; // 整数型のベクター
    // constを使った範囲ベースfor文
    for (const int num : numbers) { // numはベクターの各要素を参照(変更不可)
        std::cout << num << std::endl; // 繰り返し処理: 要素を表示
    }
    return 0;
}

5. 複雑なデータ構造の処理

範囲ベースfor文は、複雑なデータ構造にも対応しています。

以下の例では、std::pairを使ったマップの要素を表示します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> ageMap = {{"Alice", 30}, {"Bob", 25}, {"Charlie", 35}}; // マップ
    // マップの要素を表示する範囲ベースfor文
    for (const auto& pair : ageMap) { // pairはマップの各要素を参照
        std::cout << pair.first << "の年齢: " << pair.second << std::endl; // 繰り返し処理: 要素を表示
    }
    return 0;
}

Aliceの年齢: 30
Bobの年齢: 25
Charlieの年齢: 35

範囲ベースfor文を活用することで、配列やコレクションの要素を簡潔に処理でき、コードの可読性が向上します。

特に、要素の数が多い場合や複雑なデータ構造を扱う際に非常に便利です。

for文を使った実践的な例

for文は、さまざまな場面で活用できる強力なツールです。

ここでは、実際のプログラミングにおいて役立ついくつかの実践的な例を紹介します。

これらの例を通じて、for文の使い方をより深く理解しましょう。

1. フィボナッチ数列の生成

フィボナッチ数列は、前の2つの数の和が次の数になる数列です。

以下の例では、for文を使ってフィボナッチ数列の最初の10項を生成します。

#include <iostream>
int main() {
    int n = 10; // 項数
    int a = 0, b = 1; // 初期値
    std::cout << "フィボナッチ数列: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) { // n回繰り返す
        std::cout << a << " "; // 現在の値を表示
        int next = a + b; // 次の値を計算
        a = b; // aを更新
        b = next; // bを更新
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

フィボナッチ数列: 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34

2. 素数の判定

for文を使って、指定した範囲内の素数を判定するプログラムを作成します。

以下の例では、1から100までの素数を表示します。

#include <iostream>
bool isPrime(int num) {
    if (num < 2) return false; // 2未満は素数ではない
    for (int i = 2; i * i <= num; i++) { // 2から√numまで繰り返す
        if (num % i == 0) return false; // 割り切れる場合は素数ではない
    }
    return true; // 素数
}
int main() {
    std::cout << "1から100までの素数: ";
    for (int i = 1; i <= 100; i++) { // 1から100まで繰り返す
        if (isPrime(i)) { // 素数判定
            std::cout << i << " "; // 素数を表示
        }
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

1から100までの素数: 2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97

3. 2次元配列の行列の転置

2次元配列の行列を転置するプログラムを作成します。

以下の例では、3×2の行列を2×3に転置します。

#include <iostream>
int main() {
    int matrix[3][2] = { {1, 2}, {3, 4}, {5, 6} }; // 3x2の行列
    int transposed[2][3]; // 転置後の2x3の行列
    // 行列の転置
    for (int i = 0; i < 3; i++) { // 行のループ
        for (int j = 0; j < 2; j++) { // 列のループ
            transposed[j][i] = matrix[i][j]; // 転置処理
        }
    }
    // 転置後の行列を表示
    std::cout << "転置後の行列:" << std::endl;
    for (int i = 0; i < 2; i++) { // 行のループ
        for (int j = 0; j < 3; j++) { // 列のループ
            std::cout << transposed[i][j] << " "; // 要素を表示
        }
        std::cout << std::endl; // 行の終わりで改行
    }
    return 0;
}

転置後の行列:
1 3 5 
2 4 6

4. 文字列の逆順表示

for文を使って、文字列を逆順に表示するプログラムを作成します。

以下の例では、入力された文字列を逆順に表示します。

#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::string str = "Hello, World!"; // 入力文字列
    std::cout << "逆順の文字列: ";
    for (int i = str.length() - 1; i >= 0; i--) { // 文字列の最後から繰り返す
        std::cout << str[i]; // 逆順で表示
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

逆順の文字列: !dlroW ,olleH

これらの実践的な例を通じて、for文の多様な使い方を学ぶことができます。

for文は、さまざまなアルゴリズムやデータ処理において非常に役立つ構文です。

実際のプログラミングにおいて、for文を積極的に活用してみましょう。

よくあるエラーとその対処法

for文を使用する際には、いくつかの一般的なエラーが発生することがあります。

ここでは、よくあるエラーとその対処法を紹介します。

これらの知識を持っておくことで、プログラミングの効率を向上させることができます。

1. 無限ループ

エラー内容: ループの条件が常に真であるため、ループが終了しない状態です。

これにより、プログラムが応答しなくなることがあります。

例:

#include <iostream>
int main() {
    int i = 0;
    for (; i < 5; ) { // 更新がないため無限ループ
        std::cout << i << std::endl;
    }
    return 0;
}

対処法: ループの条件を適切に設定し、更新式を忘れずに記述します。

修正例:

for (int i = 0; i < 5; i++) { // 更新式を追加
    std::cout << i << std::endl;
}

2. インデックスの範囲外アクセス

エラー内容: 配列やベクターのインデックスが範囲外になると、未定義の動作が発生します。

これにより、プログラムがクラッシュすることがあります。

例:

#include <iostream>
int main() {
    int numbers[] = {1, 2, 3};
    for (int i = 0; i <= 3; i++) { // iが3のとき、範囲外アクセス
        std::cout << numbers[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

対処法: ループの条件を正しく設定し、配列のサイズを考慮します。

修正例:

for (int i = 0; i < 3; i++) { // 条件を修正
    std::cout << numbers[i] << std::endl;
}

3. 変数のスコープの問題

エラー内容: for文内で宣言した変数が、ループの外で使用できない場合があります。

これにより、変数が未定義とされることがあります。

例:

#include <iostream>
int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) { // iはこのスコープ内でのみ有効
        std::cout << i << std::endl;
    }
    std::cout << i << std::endl; // エラー: iは未定義
    return 0;
}

対処法:変数をループの外で使用する必要がある場合は、ループの外で宣言します。

修正例:

#include <iostream>
int main() {
    int i; // ループの外で宣言
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << i << std::endl;
    }
    std::cout << i << std::endl; // 正常に使用できる
    return 0;
}

4. 条件式の誤り

エラー内容: ループの条件式が誤っていると、期待した動作をしないことがあります。

例えば、条件が常に真である場合や、誤った比較演算子を使用している場合です。

例:

#include <iostream>
int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i--) { // iが減少するため無限ループ
        std::cout << i << std::endl;
    }
    return 0;
}

対処法: 条件式を確認し、正しい比較演算子や更新式を使用します。

修正例:

for (int i = 0; i < 5; i++) { // 正しい更新式を使用
    std::cout << i << std::endl;
}

5. 型の不一致

エラー内容: ループの変数の型が不適切である場合、コンパイルエラーが発生します。

特に、整数型と浮動小数点型の混在に注意が必要です。

例:

#include <iostream>
int main() {
    for (float i = 0; i < 5; i++) { // iはfloat型だが、整数で更新
        std::cout << i << std::endl;
    }
    return 0;
}

対処法: ループの変数の型を適切に設定し、更新式も同じ型にします。

修正例:

for (int i = 0; i < 5; i++) { // int型に統一
    std::cout << i << std::endl;
}

これらのエラーとその対処法を理解しておくことで、for文を使ったプログラミングがよりスムーズになります。

エラーが発生した際には、これらのポイントを確認してみてください。

まとめ

この記事では、C++におけるfor文の基本的な使い方から応用テクニック、実践的な例、よくあるエラーとその対処法まで幅広く解説しました。

for文は、繰り返し処理を行うための強力なツールであり、さまざまな場面で活用できることがわかりました。

これを機に、実際のプログラミングにfor文を積極的に取り入れ、より効率的なコードを書くことに挑戦してみてください。

2025-04-15更新日: 2025-04-15

for文とは？基本構文と仕組み

基本構文の説明

例：1から5までの数を表示するfor文

for文の基本的な使い方

1. 繰り返し処理の基本

2. 配列の要素を繰り返し処理する

3. for文のネスト(入れ子)

for文の応用テクニック

1. 逆順での繰り返し

2. 条件付きでの繰り返し

3. 複数の変数を使ったfor文

4. for文と関数の組み合わせ

範囲ベースfor文の活用

1. 基本的な構文

2. 配列の要素を繰り返し処理する

3. ベクターの要素を繰り返し処理する

4. const修飾子を使った範囲ベースfor文

5. 複雑なデータ構造の処理

for文を使った実践的な例

1. フィボナッチ数列の生成

2. 素数の判定

3. 2次元配列の行列の転置

4. 文字列の逆順表示

よくあるエラーとその対処法

1. 無限ループ

2. インデックスの範囲外アクセス

3. 変数のスコープの問題

4. 条件式の誤り

5. 型の不一致

まとめ

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