数値操作

Java – 3の倍数や5の倍数の判定(FizzBuzz問題)を行う方法を解説

FizzBuzz問題では、数値が3の倍数なら Fizz 、5の倍数なら Buzz 、両方の倍数なら FizzBuzz と出力します。

Javaでは、数値をループで順に処理し、条件分岐を用いて判定します。

具体的には、3の倍数は条件 \(n \% 3 == 0\) 、5の倍数は \(n \% 5 == 0\) で判定し、両方の倍数は \(n \% 3 == 0 \land n \% 5 == 0\) で確認します。

条件の順序に注意し、両方の倍数を最初に判定することで正しい結果を得られます。

目次から探す

FizzBuzz問題とは
JavaでFizzBuzz問題を解く基本的な方法
実装の工夫と最適化
応用的なFizzBuzzの実装例
まとめ

FizzBuzz問題とは

FizzBuzz問題は、プログラミングの基本的な課題の一つで、特に初心者にとって良い練習問題とされています。

この問題では、1から指定された数までの整数を順に出力しますが、以下のルールに従って出力内容を変更します。

3の倍数のときは Fizz と出力
5の倍数のときは Buzz と出力
3の倍数かつ5の倍数のときは FizzBuzz と出力
それ以外の数はそのまま出力

この問題は、条件分岐やループの使い方を学ぶのに適しており、プログラミングの基礎を理解するための良い練習になります。

特に、Javaのようなオブジェクト指向プログラミング言語での実装を通じて、基本的な構文やロジックを習得することができます。

JavaでFizzBuzz問題を解く基本的な方法

JavaでFizzBuzz問題を解くためには、主にループと条件分岐を使用します。

以下の手順で実装を進めます。

ループの設定: 1から指定された数までの範囲をループします。
条件分岐の設定: 各数が3の倍数、5の倍数、またはその両方であるかを判定します。
出力の実行: 判定結果に応じて適切な文字列を出力します。

以下に、基本的な実装例を示します。

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 1から100までの数をチェック
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            // 3の倍数かつ5の倍数のとき
            if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) {
                System.out.println("FizzBuzz"); // FizzBuzzを出力
            } 
            // 3の倍数のとき
            else if (i % 3 == 0) {
                System.out.println("Fizz"); // Fizzを出力
            } 
            // 5の倍数のとき
            else if (i % 5 == 0) {
                System.out.println("Buzz"); // Buzzを出力
            } 
            // それ以外の数のとき
            else {
                System.out.println(i); // 数をそのまま出力
            }
        }
    }
}

このコードは、1から100までの整数をループし、各整数に対して条件をチェックします。

条件に応じて Fizz 、 Buzz 、 FizzBuzz 、またはその数を出力します。

1
2
Fizz
4
Buzz
Fizz
7
8
Fizz
Buzz
11
Fizz
13
14
FizzBuzz
...
94
Buzz
Fizz
97
98
Fizz
Buzz

このように、Javaを使ってFizzBuzz問題を解く基本的な方法を理解することができます。

実装の工夫と最適化

FizzBuzz問題の実装には、基本的な方法以外にもいくつかの工夫や最適化が可能です。

以下に、いくつかのアプローチを紹介します。

1. StringBuilderを使用する

出力を一度に行うのではなく、StringBuilderを使用して結果を蓄積し、最後に一度だけ出力する方法です。

これにより、出力のパフォーマンスが向上します。

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder result = new StringBuilder(); // 結果を蓄積するためのStringBuilder
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) {
                result.append("FizzBuzz\n"); // FizzBuzzを追加
            } else if (i % 3 == 0) {
                result.append("Fizz\n"); // Fizzを追加
            } else if (i % 5 == 0) {
                result.append("Buzz\n"); // Buzzを追加
            } else {
                result.append(i).append("\n"); // 数を追加
            }
        }
        
        System.out.print(result.toString()); // 一度に出力
    }
}

2. ループの範囲を変更する

ループの範囲を変更することで、特定の条件に基づいて出力を制御することもできます。

例えば、3の倍数と5の倍数の範囲を別々にループする方法です。

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            String output = ""; // 出力用の文字列
            if (i % 3 == 0) {
                output += "Fizz"; // Fizzを追加
            }
            if (i % 5 == 0) {
                output += "Buzz"; // Buzzを追加
            }
            if (output.isEmpty()) {
                output = String.valueOf(i); // 数をそのまま出力
            }
            System.out.println(output); // 出力
        }
    }
}

3. 定数を使用する

3と5の値を定数として定義することで、コードの可読性を向上させることができます。

これにより、将来的に値を変更する際も簡単になります。

public class App {
    private static final int FIZZ = 3; // Fizzの値
    private static final int BUZZ = 5; // Buzzの値
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if (i % FIZZ == 0 && i % BUZZ == 0) {
                System.out.println("FizzBuzz"); // FizzBuzzを出力
            } else if (i % FIZZ == 0) {
                System.out.println("Fizz"); // Fizzを出力
            } else if (i % BUZZ == 0) {
                System.out.println("Buzz"); // Buzzを出力
            } else {
                System.out.println(i); // 数をそのまま出力
            }
        }
    }
}

これらの工夫や最適化を行うことで、FizzBuzz問題の実装がより効率的で可読性の高いものになります。

プログラムのパフォーマンスやメンテナンス性を向上させるために、これらのテクニックを活用してみてください。

応用的なFizzBuzzの実装例

FizzBuzz問題は基本的な実装だけでなく、さまざまな応用が可能です。

以下に、いくつかの応用的な実装例を紹介します。

これらの例では、異なる条件や出力形式を使用しています。

1. FizzBuzzの範囲を動的に設定する

ユーザーから範囲を入力させ、その範囲に基づいてFizzBuzzを実行する方法です。

これにより、柔軟性が増します。

import java.util.Scanner; // Scannerクラスをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // Scannerのインスタンスを作成
        System.out.print("範囲を入力してください: "); // ユーザーに範囲を入力させる
        int range = scanner.nextInt(); // 入力された範囲を取得
        for (int i = 1; i <= range; i++) {
            if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) {
                System.out.println("FizzBuzz"); // FizzBuzzを出力
            } else if (i % 3 == 0) {
                System.out.println("Fizz"); // Fizzを出力
            } else if (i % 5 == 0) {
                System.out.println("Buzz"); // Buzzを出力
            } else {
                System.out.println(i); // 数をそのまま出力
            }
        }
        scanner.close(); // Scannerを閉じる
    }
}

2. FizzBuzzの出力をリストに格納する

出力結果をリストに格納し、後で利用できるようにする方法です。

これにより、出力結果を他の処理に利用することができます。

import java.util.ArrayList; // ArrayListをインポート
import java.util.List; // Listをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fizzBuzzList = new ArrayList<>(); // FizzBuzzの結果を格納するリスト
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            String output = ""; // 出力用の文字列
            if (i % 3 == 0) {
                output += "Fizz"; // Fizzを追加
            }
            if (i % 5 == 0) {
                output += "Buzz"; // Buzzを追加
            }
            if (output.isEmpty()) {
                output = String.valueOf(i); // 数をそのまま出力
            }
            fizzBuzzList.add(output); // リストに追加
        }
        // リストの内容を出力
        for (String result : fizzBuzzList) {
            System.out.println(result); // 出力
        }
    }
}

3. FizzBuzzのカスタム条件を設定する

3と5以外の任意の数を条件として設定できるようにする方法です。

これにより、より柔軟なFizzBuzzの実装が可能になります。

import java.util.Scanner; // Scannerクラスをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // Scannerのインスタンスを作成
        System.out.print("最初の数を入力してください: "); // ユーザーに最初の数を入力させる
        int firstNumber = scanner.nextInt(); // 最初の数を取得
        System.out.print("次の数を入力してください: "); // ユーザーに次の数を入力させる
        int secondNumber = scanner.nextInt(); // 次の数を取得
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            String output = ""; // 出力用の文字列
            if (i % firstNumber == 0) {
                output += "Fizz"; // Fizzを追加
            }
            if (i % secondNumber == 0) {
                output += "Buzz"; // Buzzを追加
            }
            if (output.isEmpty()) {
                output = String.valueOf(i); // 数をそのまま出力
            }
            System.out.println(output); // 出力
        }
        scanner.close(); // Scannerを閉じる
    }
}

これらの応用的な実装例を通じて、FizzBuzz問題の理解を深め、Javaプログラミングのスキルを向上させることができます。

さまざまな条件や出力形式を試すことで、プログラミングの柔軟性を体験してみてください。