C言語 do-while ループ vs. while ループ: どっちを使うべき？

C言語における do-while ループ

書式

do {
  処理内容;
} while (条件式);

do-while ループ は、以下の要素で構成されています。

• do：処理内容を記述するブロック
• 処理内容: ループ内で実行される処理
• while: ループ継続の条件式

動作

1. do ブロック内の処理を実行します。
2. while 条件式を評価します。
3. 条件式が true の場合、1. に戻り処理を繰り返します。
4. 条件式が false の場合、ループを終了します。

例

以下のコードは、1から10までの数字を出力する例です。

int main() {
  int i = 1;
  do {
    printf("%d\n", i);
    i++;
  } while (i <= 10);
  return 0;
}

このコードは、以下の動作になります。

1. i に 1 を代入します。
2. do ブロック内の処理を実行します。
   • i の値を出力します。
3. i が 10 以下であるかどうかを判断します。
4. i が 10 以下であれば、1. に戻り処理を繰り返します。
5. i が 10 を超えると、ループを終了します。

while ループとの比較

do-while ループ と while ループ は似ていますが、以下の点が異なります。

• do-while ループ: 処理を少なくとも1回実行してから条件式を評価する
• while ループ: 条件式を評価してから処理を実行する

do-while ループ は、処理を少なくとも1回実行したい場合に適しています。例えば、ユーザー入力を受け付ける場合などです。

while ループ は、処理を0回以上実行したい場合に適しています。例えば、条件が満たされるまで処理を繰り返したい場合などです。

do-while ループ は、C言語で繰り返し処理を行うための便利な制御構文です。他のループと異なり、処理を少なくとも1回実行してから条件式を評価するため、特定の状況で役立ちます。

do-while ループ の使い方を理解し、適切な場面で活用することで、C言語のプログラムを効率的に記述することができます。

C言語における do-while ループのサンプルコード

1から10までの数字を出力する

int main() {
  int i = 1;
  do {
    printf("%d\n", i);
    i++;
  } while (i <= 10);
  return 0;
}

ユーザー入力を受け付ける

int main() {
  int num;
  do {
    printf("数字を入力してください: ");
    scanf("%d", &num);
  } while (num <= 0);
  printf("入力された数字は %d です。\n", num);
  return 0;
}

ランダムな数字を出力する

#include <stdlib.h>

int main() {
  int num;
  do {
    num = rand() % 100;
  } while (num < 50);
  printf("50以上のランダムな数字は %d です。\n", num);
  return 0;
}

ファイルを読み込む

#include <stdio.h>

int main() {
  FILE *fp;
  char ch;
  fp = fopen("sample.txt", "r");
  if (fp == NULL) {
    printf("ファイルを開けません。\n");
    return 1;
  }
  do {
    ch = fgetc(fp);
    printf("%c", ch);
  } while (ch != EOF);
  fclose(fp);
  return 0;
}

文字列を逆順に出力する

#include <string.h>

int main() {
  char str[] = "Hello, world!";
  int len = strlen(str);
  int i;
  do {
    printf("%c", str[i]);
    i--;
  } while (i >= 0);
  printf("\n");
  return 0;
}

do-while ループ は、さまざまな状況で利用できる汎用的なループです。必要に応じて、上記のサンプルコードを参考にして、独自のプログラムを作成してみてください。

C言語における do-while ループの代替方法

do-while ループ の代替方法として、以下の方法が考えられます。

while ループ

while (条件式) {
  処理内容;
}

while ループ は、条件式が true である間、処理を繰り返します。

do-while ループ と異なり、処理を1回も実行せずにループを終了する可能性があります。

例:

int main() {
  int i = 1;
  while (i <= 10) {
    printf("%d\n", i);
    i++;
  }
  return 0;
}

for ループ

for (初期化; 条件式; 更新処理) {
  処理内容;
}

for ループ は、初期化、条件式、更新処理を指定することで、繰り返し処理を行うことができます。

do-while ループ や while ループ よりも、コードを簡潔に記述することができます。

例:

int main() {
  for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    printf("%d\n", i);
  }
  return 0;
}

goto 文

goto ラベル;

ラベル:
  処理内容;

goto 文 は、プログラム内の任意の場所にジャンプすることができます。

do-while ループ や while ループ のような繰り返し処理を記述することもできますが、コードの見通しが悪くなり、バグが発生しやすいという欠点があります。

例:

int main() {
  int i = 1;
  
  ループ開始:
  
  printf("%d\n", i);
  i++;
  
  if (i <= 10) {
    goto ループ開始;
  }
  
  return 0;
}

再帰関数

void 処理関数(引数) {
  // 処理内容
  
  if (条件式) {
    処理関数(引数);
  }
}

再帰関数 は、自分自身を呼び出す関数です。

do-while ループ や while ループ のような繰り返し処理を記述することもできますが、コードが複雑になり、スタックオーバーフローが発生する可能性があります。

例:

void 処理関数(int i) {
  printf("%d\n", i);
  if (i <= 10) {
    処理関数(i + 1);
  }
}

int main() {
  処理関数(1);
  return 0;
}

これらの方法の中で、どの方法を選択するかは、状況によって異なります。

do-while ループ は、処理を少なくとも1回実行したい場合に適しています。

while ループ は、条件式が満たされるまで処理を繰り返したい場合に適しています。

for ループ は、繰り返し処理の回数が事前にわかっている場合に適しています。

goto 文 は、複雑な制御フローを実現したい場合に適していますが、コードの見通しが悪くなり、バグが発生しやすいという欠点があります。

再帰関数 は、複雑なデータ構造を処理したい場合に適していますが、コードが複雑になり、スタックオーバーフローが発生する可能性があります。

それぞれの方法の特徴を理解し、適切な方法を選択することが重要です。