🐦 Dart 基本文法

Flutter アプリ開発で使用する Dart 言語 の基本文法を体系的に学習します。 各概念を段階的に解説し、実際のコード例とともに言語機能を習得していきます。

1. 変数とデータ型

1-1. 変数の概念

変数とは、プログラム内でデータを格納し、後から参照・操作するための仕組みです。 数学の「x = 5」と同様に、名前を付けてデータを管理できます。

変数を使うことで、同じ値を何度も書く必要がなくなり、値が変わったときも一箇所を修正するだけで済みます。 例えば、学生の名前を何度も使う場合、毎回「田中太郎」と書く代わりに studentName という変数に格納しておけば、 後から「佐藤花子」に変更したいときも変数の値を一度変えるだけで全体に反映されます。

1-2. 変数宣言の方法

Dart では型安全性を重視しており、変数宣言時にデータ型を明示的または暗黙的に指定します。 型安全性とは、間違った種類のデータが混入することを防ぐ仕組みです。 例えば、数値用の変数に文字列を入れようとするとエラーになり、バグを未然に防げます。

// 型推論による宣言
var name = 'Tanaka';        // String型として推論される
var age = 20;               // int型として推論される

// 明示的な型指定
String university = '東京大学';
int studentId = 12345;
double gpa = 3.75;
bool isGraduated = false;

// 不変変数の宣言
final currentYear = 2024;           // 実行時に値が決定される不変変数
const pi = 3.14159;                 // コンパイル時定数

// final と const の違い
// final: プログラム実行中に一度だけ値を設定（例：現在時刻）
// const: プログラム作成時に既に値が決まっている（例：円周率）

1-3. 基本データ型

|型名 |説明 |例|
|int| 整数| 42, -10, 0|
|double| 浮動小数点数 |3.14, 0.5, -2.7|
|String| 文字列| 'Hello', "World"|
|bool |真偽値 |true, false|
1-4. 文字列操作

String firstName = '太郎';
String lastName = '田中';

// 文字列補間（変数埋め込み）
String fullName = '$lastName $firstName';  // → '田中 太郎'

// 文字列連結
String greeting = 'こんにちは、' + fullName + 'さん';

2. 演算子

2-1. 算術演算子

数値計算に使用する基本的な演算子です。これらは数学の四則演算と同じ考え方ですが、 プログラミングでは記号が少し異なります。

int a = 10, b = 3;

int sum = a + b;        // 加算: 13
int diff = a - b;       // 減算: 7
int product = a * b;    // 乗算: 30
double quotient = a / b; // 除算: 3.333...
int remainder = a % b;   // 剰余: 1（10を3で割った余り）

// 剰余演算子（%）の使用例
// - 偶数・奇数の判定: number % 2 == 0 なら偶数
// - 周期的な処理: 曜日の計算など

2-2. 比較演算子

値の大小関係や等価性を判定します。

int score1 = 85, score2 = 92;

bool isEqual = score1 == score2;      // false
bool isNotEqual = score1 != score2;   // true
bool isLess = score1 < score2;        // true
bool isGreater = score1 > score2;     // false
bool isLessEqual = score1 <= score2;  // true

2-3. 論理演算子

複数の条件を組み合わせる際に使用します。日常会話の「〜かつ〜」「〜または〜」「〜ではない」に対応します。

bool hasLicense = true;
int age = 20;

bool canDrive = hasLicense && (age >= 18);  // AND演算（両方とも真の場合のみ真）
bool needsPermission = age < 18 || !hasLicense;  // OR演算（どちらか一方でも真なら真）、NOT演算（真偽を反転）

// 論理演算子の意味
// && (AND): 「免許を持っている」かつ「18歳以上」→ 運転可能
// || (OR):  「18歳未満」または「免許なし」→ 許可が必要
// ! (NOT):  「免許あり」の反対 → 「免許なし」

3. 制御構造

3-1. 条件分岐（if文）

プログラムの実行フローを条件に応じて分岐させます。 「もし〜なら〜する、そうでなければ〜する」という日常的な判断をコードで表現する仕組みです。

int score = 85;

if (score >= 90) {
    print('優秀');
} else if (score >= 70) {
    print('良好');
} else if (score >= 60) {
    print('合格');
} else {
    print('不合格');
}

// 条件は上から順番にチェックされ、最初に真になった条件の処理が実行される
// else は「どの条件にも当てはまらない場合」の処理

3-2. 多分岐（switch文）

特定の値に対する複数の処理パターンを効率的に記述します。

String grade = 'A';

switch (grade) {
    case 'A':
        print('優秀な成績です');
        break;
    case 'B':
        print('良好な成績です');
        break;
    case 'C':
        print('標準的な成績です');
        break;
    default:
        print('成績を確認してください');
}

4. 反復処理（ループ）

4-1. for文

指定回数の繰り返し処理を行います。「○回繰り返す」「1から10まで順番に処理する」といった 決まった回数の処理に適しています。

// 基本的なfor文
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    print('$i回目の処理');
}

// リストの要素を順次処理
List<String> subjects = ['数学', '英語', '物理'];
for (int i = 0; i < subjects.length; i++) {
    print('${i + 1}. ${subjects[i]}');
}

// for文の構造: for (初期化; 継続条件; 更新処理)
// i = 0: カウンター変数iを0で初期化
// i < subjects.length: iがリストの長さより小さい間は継続
// i++: 毎回iを1増やす

4-2. for-in文

コレクションの各要素に対して処理を実行します。

List<String> courses = ['プログラミング', 'データベース', 'ネットワーク'];

for (String course in courses) {
    print('履修科目: $course');
}

4-3. while文

条件が真である限り処理を継続します。

int count = 1;
while (count <= 3) {
    print('カウント: $count');
    count++;  // count = count + 1 の省略形
}

5. 関数

5-1. 関数の定義と呼び出し

関数は特定の処理をまとめて名前を付け、再利用可能にした仕組みです。 料理のレシピのように、「材料（引数）を受け取って、決まった手順で処理し、結果（戻り値）を返す」という流れです。 同じ処理を何度も書く必要がなくなり、コードの保守性が向上します。

// 戻り値がある関数
int calculateSum(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 戻り値がない関数
void displayMessage(String message) {
    print('メッセージ: $message');
}

// 関数の呼び出し
int result = calculateSum(10, 20);  // 30が返される
displayMessage('Hello, Dart!');     // 戻り値なし、画面に出力のみ

// 関数の利点
// 1. 再利用性: 同じ処理を何度でも呼び出せる
// 2. 保守性: 処理を変更したい時は関数内だけ修正すればよい
// 3. 可読性: 複雑な処理に名前を付けることで理解しやすくなる

5-2. 引数の種類

// 位置引数（必須）
void greet(String name, int age) {
    print('$name さん（$age 歳）');
}

// 名前付き引数（オプション）
void createUser({String? name, int age = 0, bool isActive = true}) {
    print('ユーザー: $name, 年齢: $age, アクティブ: $isActive');
}

// 必須の名前付き引数
void sendEmail({required String to, required String subject, String? body}) {
    print('To: $to, Subject: $subject');
}

// 使用例
greet('田中', 20);
createUser(name: '佐藤', age: 22);
sendEmail(to: '[e-mail]', subject: '重要なお知らせ');

5-3. 矢印関数（短縮記法）

単一の式で表現できる関数は矢印記法で簡潔に記述できます。

// 通常の関数
int square(int x) {
    return x * x;
}

// 矢印関数
int square(int x) => x * x;

// 複雑な例
String formatGrade(int score) => score >= 80 ? '優' : score >= 60 ? '良' : '可';

6. コレクション

6-1. List（リスト）

順序付きの要素集合を管理します。買い物リストや成績一覧のように、 複数の同じ種類のデータを順番に並べて保存できます。各要素には0から始まる番号（インデックス）が自動的に割り当てられます。

// リストの作成
List<String> fruits = ['りんご', 'バナナ', 'オレンジ'];
List<int> numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

// 要素へのアクセス
print(fruits[0]);        // 'りんご'（インデックスは0から開始）
print(fruits.length);    // 3

// 要素の追加・削除
fruits.add('ぶどう');      // 末尾に追加
fruits.remove('バナナ');   // 指定した要素を削除
print(fruits);           // ['りんご', 'オレンジ', 'ぶどう']

// その他の便利なメソッド
// fruits.insert(1, 'メロン');  // 指定位置に挿入
// fruits.clear();             // 全要素を削除
// bool isEmpty = fruits.isEmpty; // 空かどうか確認

6-2. Map（マップ）

キーと値のペアでデータを管理します。辞書や電話帳のように、 「名前（キー）」で「情報（値）」を検索できる仕組みです。リストと違い、番号ではなく意味のある名前でデータにアクセスできます。

// マップの作成
Map<String, int> studentScores = {
    '田中': 85,
    '佐藤': 92,
    '鈴木': 78
};

// 値の取得・設定
print(studentScores['田中']);  // 85
studentScores['高橋'] = 88;

// キーの存在確認
if (studentScores.containsKey('佐藤')) {
    print('佐藤さんの点数: ${studentScores['佐藤']}');
}

// その他の便利なメソッド
// studentScores.keys;     // 全てのキーを取得
// studentScores.values;   // 全ての値を取得
// studentScores.remove('田中'); // 指定キーの要素を削除

6-3. Set（セット）

重複を許さない要素の集合です。

Set<String> uniqueColors = {'赤', '青', '緑', '赤'};  // 重複は自動的に除去
print(uniqueColors);  // {赤, 青, 緑}

// 要素の追加・確認
uniqueColors.add('黄');
bool hasRed = uniqueColors.contains('赤');  // true

7. クラスとオブジェクト

7-1. オブジェクト指向の基本概念

クラスは関連するデータ（プロパティ）と機能（メソッド）をまとめた設計図です。 オブジェクトはクラスから作成された具体的なインスタンスです。

例えば「学生」というクラスを作れば、名前・学籍番号・成績などのデータと、 成績を計算する・情報を表示するなどの機能をひとまとめにできます。 このクラスから「田中太郎」「佐藤花子」といった具体的な学生オブジェクトを作成できます。

7-2. クラスの定義

class Student {
    // プロパティ（インスタンス変数）
    String name;
    int studentId;
    double gpa;
    
    // コンストラクタ
    Student(this.name, this.studentId, this.gpa);
    
    // メソッド
    void displayInfo() {
        print('学生名: $name, 学籍番号: $studentId, GPA: $gpa');
    }
    
    bool isHonorStudent() {
        return gpa >= 3.5;
    }
    
    // ゲッター（プロパティのように使える関数）
    String get status => isHonorStudent() ? '優等生' : '一般学生';
}

// クラスの構成要素
// - プロパティ: オブジェクトが持つデータ（name, studentId, gpa）
// - コンストラクタ: オブジェクト作成時の初期化処理
// - メソッド: オブジェクトが実行できる処理（displayInfo, isHonorStudent）
// - ゲッター: プロパティのようにアクセスできる計算結果（status）

7-3. オブジェクトの作成と使用

// インスタンスの作成
Student student1 = Student('田中太郎', 12345, 3.8);
Student student2 = Student('佐藤花子', 12346, 3.2);

// メソッドの呼び出し
student1.displayInfo();  // 学生名: 田中太郎, 学籍番号: 12345, GPA: 3.8
print(student1.status);  // 優等生

// プロパティへのアクセス
student2.gpa = 3.6;  // GPAを更新
print(student2.isHonorStudent());  // true

8. Null Safety

8-1. Nullの概念

Nullは「値が存在しない」状態を表します。アンケートの未記入欄や、 まだ設定されていない設定値などを表現する際に使用します。 Dart 2.12以降では、null安全性により「nullかもしれない値」を明確に区別し、実行時エラーを防ぐ仕組みが導入されています。

// null許可型（?を付ける）
String? optionalName;  // nullを代入可能
int? optionalAge;

// null非許可型（デフォルト）
String definitelyName = 'Tanaka';  // nullは代入不可

// null チェック
if (optionalName != null) {
    print(optionalName.length);  // 安全にアクセス可能
}

// null安全性の利点
// - 実行時の「NullPointerException」エラーを防げる
// - コンパイル時に潜在的なバグを発見できる
// - より安全で信頼性の高いコードが書ける

8-2. Null安全演算子

String? nullableName;

// null合体演算子（??）
String displayName = nullableName ?? 'ゲスト';  // nullなら'ゲスト'を使用

// null代入演算子（??=）
nullableName ??= 'デフォルト名';  // nullの場合のみ代入

// null認識演算子（!）
String definitelyNotNull = nullableName!;  // nullでないことを保証

9. 非同期処理

9-1. 非同期処理の必要性

ネットワーク通信やファイル読み込みなど、時間のかかる処理を実行する際、 UIをブロックしないために非同期処理を使用します。

例えば、インスタグラムで写真を読み込んでいる間も、スクロールや「いいね」ボタンは操作できます。 これは画像読み込み（時間のかかる処理）を非同期で行い、UI操作（すぐできる処理）をブロックしないためです。

9-2. Future と async/await

// 非同期関数の定義
Future<String> fetchUserData(int userId) async {
    // 模擬的な遅延処理
    await Future.delayed(Duration(seconds: 2));
    return 'ユーザー$userId のデータ';
}

// 非同期関数の呼び出し
Future<void> main() async {
    print('データ取得開始');
    
    String userData = await fetchUserData(123);
    print(userData);  // 2秒後に出力
    
    print('処理完了');
}

// 非同期処理のキーワード
// Future<T>: 将来的に値Tが得られることを表す型
// async: この関数は非同期処理を含むことを宣言
// await: 非同期処理の完了を待つ（この行で一時停止）

9-3. エラーハンドリング

プログラムを実行していると、エラー（例外）が発生することがあります。

たとえば次のような場合です：
・ネットワークが切断されていてデータを取得できない
・存在しないファイルを読もうとした
・サーバーが応答しない　など

このような「失敗するかもしれない処理」に対して、プログラムを安全に続けるための仕組みが try-catch です。

Future<void> safeDataFetch() async {
    try {
        String data = await fetchUserData(456);
        print('取得成功: $data');
    } catch (error) {
        print('エラーが発生しました: $error');
    } finally {
        print('処理終了');
    }
}

🎯 まとめ
この章では、Dart言語の基本的な文法要素を体系的に学習しました。

習得した内容:

変数宣言とデータ型の理解
演算子による値の操作
制御構造による処理フローの制御
関数による処理の抽象化
コレクションによるデータ管理
クラスによるオブジェクト指向プログラミング
Null安全性による堅牢なコード作成
非同期処理による効率的なプログラム実行