システム開発入門の第4週目では、Pythonのループ処理を学びました。
ループ処理とは、同じ命令を決めた回数だけ、または条件が成り立つ間、繰り返して実行する仕組みです。
授業では、1から5までの数字を表示する例を使い、for文とwhile文の書き方を比べました。
どちらも同じ結果を出せますが、繰り返し方の指定が異なります。
今回の授業で学んだこと
for文で、範囲に含まれる値を順番に処理する方法range(1, 6)では、終了位置の6が含まれないことwhile文で、条件が成り立つ間だけ処理を続ける方法- 繰り返しを終えるために、条件に使う値を更新する必要があること
前回は、条件によって処理を切り替える方法を学びました。
今回のwhile文でも条件を使うため、必要に応じて第3週目のPython条件分岐を振り返ると、コードの流れを追いやすくなります。
繰り返し処理が役立つ場面
授業の導入では、先生が「1から10まで数える作業を100回続けるとしたらどうか」と問いかけました。
生徒からは「途中で飽きる」「コンピュータならできそう」という反応が返ります。
同じ手順を何度も実行するとき、人が命令を繰り返し書く必要はありません。
繰り返す範囲や終了条件をプログラムに示せば、同じ処理をまとめて表せます。
for文で1から5まで表示する
最初の実習では、for文を使って1から5までの数字を表示しました。
for i in range(1, 6):
print(i)
このコードは、次のように読みます。
range(1, 6)：1から始まり、6の手前までの値を用意するi：用意された値を一つずつ受け取る変数print(i)：その時点でiに入っている値を表示する
range(1, 6)の終了位置である6は、繰り返しに含まれません。
そのため、実行結果は次のとおりです。
1
2
3
4
5
授業では、変数名のiは慣例であり、別の名前も使えると確認しました。
たとえば、役割が分かるようにnumberと書けば、同じ処理を次のように表せます。
for number in range(1, 6):
print(number)
while文で条件が成り立つ間だけ繰り返す
次の実習では、while文を使って同じく1から5までを表示しました。
x = 1
while x <= 5:
print(x)
x += 1
最初にxへ1を入れ、x <= 5が成り立つ間だけ、字下げされた二つの処理を繰り返します。
x += 1は、表示するたびにxを1増やす命令です。
繰り返し開始時のx |
x <= 5 |
表示 | 次の値 |
|---|---|---|---|
| 1 | 成り立つ | 1 | 2 |
| 2 | 成り立つ | 2 | 3 |
| 3 | 成り立つ | 3 | 4 |
| 4 | 成り立つ | 4 | 5 |
| 5 | 成り立つ | 5 | 6 |
| 6 | 成り立たない | 表示しない | 終了 |
xが6になると条件が成り立たなくなり、繰り返しは終了します。
この例でx += 1を書かなければ、xは1のままで条件が変わらず、処理は終了しません。
while文は、最初に条件を確かめてから処理を実行します。
たとえば開始時のxが6なら、x <= 5は最初から成り立たないため、処理は一度も実行されません。
for文とwhile文の違い
今回の二つの例は、どちらも1から5までを表示します。
違いは、繰り返しを制御する方法にあります。
| 書き方 | 繰り返しの基準 | 今回の例で確認する点 |
|---|---|---|
for文 |
rangeが用意する値 |
終了位置の値は含まれない |
while文 |
条件が成り立つかどうか | 条件がいずれ成り立たなくなるように値を更新する |
回数や処理する値の範囲を先に示せる今回のような場面では、for文で簡潔に書けます。
一方、「ある条件が成り立つ間」と表したい場面では、while文が処理の意図を示しやすくなります。
ミニ課題で考えた繰り返し
授業の後半では、生徒が繰り返し処理を使う題材を考えました。
挙がった案は次の三つです。
- 九九の表を表示する
- 3の倍数のときだけ「Fizz」と表示する
- 10秒のカウントダウンを作る
「3の倍数なら表示する」という案では、今回の繰り返しに前回の条件分岐を組み合わせます。
カウントダウンでは値を増やす代わりに減らすため、終了条件までの変化を考えてからコードを書くことになります。
「なんか、ゲームの中身っぽいの作ってる感じしてきた」
「くり返しって、工夫すると面白いことできそう！」
繰り返しを使うときの確認項目
rangeの開始位置と終了位置を確認するwhile文の条件が最初から成り立つか確認するwhile文では、条件に使う値が繰り返しの中で更新されるか確認する- 繰り返す処理が、
for文やwhile文の内側に字下げされているか確認する
先生は、ループを使うことを「自動化の第一歩」と説明しました。
人が同じ命令を何度も書いたり実行したりする代わりに、繰り返し方を一度コードで示せるからです。
次回はリストで複数のデータを扱う
次回は、生徒名やテストの点数、買い物項目のような複数のデータをまとめて扱うリストへ進みます。
第5週目の配列とまとめて処理する実習では、今回学んだ繰り返しとデータを組み合わせます。
各学年で扱う内容を含めた授業の全体像は、高校のシステム開発授業の紹介で確認できます。