【C言語超入門】 おまけ1 ジャンプ

https://youtu.be/L0S5Ml_0ueY

$\textcolor{pink}{四国めたん: }$教師役ですわ

$\textcolor{lime}{ずんだもん: }$生徒役なのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 皆さん、こんにちは。四国めたんです

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ずんだもんなのだ。こんにちはなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 今回もC言語のお勉強をしていきましょう

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ レッツゴーなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 今までC言語の文法を中心にお話ししてきましたわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうだったのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 今回は、文法の中でも 無条件ジャンプ についてお話ししますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ところで、なぜ おまけ なのだ？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ なぜ おまけ なのかと云うと、基本的に使ってほしくないからですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 使ってほしくないのに解説するのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、キーワードとして決められている以上、 無条件ジャンプ が使われているプログラムも多く存在しますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そのようなプログラムを読んだ時に、意味が解らないのでは困ることになりますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ たしかにその通りなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ さらに、決められた場所、決められた条件で使う場合にはOKとされることもあるのですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ まぁ、プログラム中に使われていたら、意味が解る程度で充分ですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ おまけと云うことで軽く流すのだ

continue

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 最初はcontinueですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ continue？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、使う場所は、基本的に forループ および whileループ などのループの中ですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 使う場所が決まっているのか...

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 例えば forループ 中でcontinueが実行されると、無条件で処理が forループ の先頭に戻りますわ

for (int i = 0; i < 10; i++) {    // (1)
    :
  continue;                       // (2)
    :
    :
}                                 // (3)

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 説明をお願いするのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (2)の部分でcontinueが実行されると、そのまま(1)に戻って forループ が続行しますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とはいえ、このようにcontinueが単独で現れるようなプログラムであれば、(2)から(3)のあいだの処理がおこなわれなくなりますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ たしかにその通りなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そのため、通常はif文と組み合わせて使われますわ

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    :
  if (条件) continue;
    :
    :
}

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 説明をお願いするのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ if文で条件がtrueの場合のみ、continueによりあとに続く処理を飛ばして、 forループ の先頭に戻りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とりあえず、サンプルとしてループが3の倍数の時に「あほ」と出力するプログラムを作ってみますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ずいぶんと昔のお笑いなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ うるさいですわ

#include <stdio.h>
void main() {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if ((i % 3) == 0) {
      printf("%d: あほです\n", i);
      continue;
    }
    printf("%d: \n", i);
  }
}

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 3の倍数の時には、printf("%d: あほです\n", i);のあとにcontinue;があるのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ まあ、結果として forループ の先頭にもどるため、printf("%d: \n", i);は実行されていませんわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 3の倍数以外の時にはprintf("%d: \n", i);が実行されているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とはいえ、if～else文を使えば、continueを使わなくても、同じことが可能ですわ

#include <stdio.h>
void main() {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if ((i % 3) == 0) {
      printf("%d: あほです\n", i);
    } else {
      printf("%d: \n", i);
    }
  }
}

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ とりあえず同じ出力となっているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ ちなみにループが多重構造になっている場合には、continueが記述されている内側のループの先頭に戻りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

for (int i = 0; i < 10; i++) {    // (1)
  for (int j = 0; j < 10; j++) {  // (2)
      :
    if (条件) continue;           // (3)
      :
  }
    :
  if (条件) continue;             // (4)
    :
    :
}

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (3)でcontinueが実行される場合には、(2)に戻りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ うむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (4)でcontinueが実行される場合には、(1)に戻りますわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 2重程度のループなら簡単ですが、3重、4重とループの数が多くなり、continueが頻繁に使われると、バグの温床となるので注意が必要ですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ まぁ、continueを使った方が見やすいと云うプログラマーも、それなりにるので、一概に悪いとは言い切れないのですが...

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 難しいのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ できるなら使わないことをお勧めしますわ

break

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 次はbreakですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ break？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、使う場所は、基本的に forループ および whileループ などのループの中とswitch文の中ですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ switch文とはなんなのだ？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ switch文については別途、お話ししますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 待っているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ breakですが、例えば forループ 中でbreakが実行されると、無条件で forループ を脱出しますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

for (int i = 0; i < 10; i++) {    // (1)
    :
  break;                          // (2)
    :
    :
}                                 // (3)
    :                             // (4)

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (2)の部分に処理が移ると、そのまま forループ を抜けて(4)に処理が移りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とはいえ、このようにbreakが単独で現れるようなプログラムであれば、(2)から(3)のあいだの処理がおこなわれなくなりますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ たしかに...

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ また、 forループ の最初でループが終了してしまいますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そのため、通常はif文と組み合わせて使われますわ

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    :
  if (条件) break;
    :
    :
}

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 条件にあった時のみ、あとに続く処理を飛ばして forループ を終了しますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とりあえず、サンプルとしてキーボードから$\fcolorbox{blue}{lightgray}{z}$を入力した場合に終了するプログラムを作ってみますわ

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

void main() {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("キーボードから文字を入力して下さい。\n");
    int c = _getch();
    if (c == 'z') {
      printf("ループを抜けます。\n");
      break;
    }
    printf("キーボードからの入力は%cです。\n", c);
  }
}

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ キーボードから$\fcolorbox{blue}{lightgray}{z}$を入力すれば、breakによりループを抜けますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ループの回数は関係あるのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 関係ありませんわね

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ ただ、キーボードからの入力が10回に達すれば、breakに関係なく forループ を抜けますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ forループ の条件式がそのようになっているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ なお、少し複雑ですが、if～else文とフラグを使えば、breakを使わなくても、同じことが可能ですわ

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdbool.h>

void main() {
  bool flag = true;
  for (int i = 0; (i < 10) && flag ; i++) {
    printf("キーボードから文字を入力して下さい。\n");
    char c = _getch();
    if (c == 'z') {
      printf("ループを抜けます。\n");
      flag = false;
    } else {
      printf("キーボードからの入力は%cです。\n", c);
    }
  }
}

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ とりあえず同じ出力となっているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、 forループ の条件式に"flag"を使ってループの中断の判断を追加していますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そしてbreakの代わりにflag = falseでループの中断を指定していますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ ちなみにループが多重構造になっている場合には、breakが記述されている内側のループを抜けますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

for (int i = 0; i < 10; i++) {    // (1)
  for (int j = 0; j < 10; j++) {  // (2)
      :
    if (条件) break;              // (3)
  }
    :                             // (4)
  if (条件) break;                // (5)
    :
    :
}
    :                             // (6)

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (3)でbreakが実行される場合には、(2)のループを抜けて(4)に処理が移りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ (5)でbreakが実行される場合には、(1)のループを抜けて(6)に処理が移りますわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 2重程度のループなら簡単ですが、3重、4重とループの数が多くなり、breakが頻繁に使われると、バグの温床となるので注意が必要ですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ まぁ、breakを使った方が見やすいと云うプログラマーも多いので、一概に悪いとは言い切れないのですが...

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とにかくbreakを使う場合には、充分な注意が必要ですわ

goto

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 最後はgotoですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ goto？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 文字通りの無条件ジャンプですわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 基本的な書き方はこのようになりますわ

goto ラベル;

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ ちなみに ラベル については、同じ関数内に配置しますわ

ラベル:

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ラベル のあとにコロン":"が付加されているのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、そして基本的に ラベル は見やすくするために、 ラベル のみで1行を使うことをお勧めしますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ また、アンインデント、もしくは行頭から記述するほうがいいですわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ アンインデント？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ インデントの逆で、書き始めを数文字、左にずらすのですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ また、 ラベル はキーワード以外であれば、概ね、どのような名前としてもOKですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そして、一般的にはスネークケースが、よく使われるようですわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ なお、ループやif文の外からループ内やif文の内側に、gotoでジャンプすることはできませんわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 反対に、ループやif文の内からループ外やif文の外側に、gotoでジャンプすることは一般的な使い方ですわね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とりあえず使ってみましょう

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>

#define SIZE (50)

void main() {
  char* ptext = (char*)malloc(SIZE);
  for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
    printf("キーボードから文字を入力して下さい。\n");
    int c = _getch();
    if (c == 'z') {
      printf("緊急脱出します。\n");
      goto clean_up;
    } else {
      printf("キーボードからの入力は%cです。\n", c);
    }
  }
  printf("ループを抜けました。\n");
clean_up:
  free(ptext);
  ptext = NULL;
}

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ まず、最初にmallocでメモリ領域を確保していますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ プログラム内では使っていないのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ とりあえずサンプルと云うことで...

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ むぅ、仕方がないのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そして、最後にfreeで開放していますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ freeで開放するのは大事なのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ なお、freeの前にclean_up:と云うラベルがありますが、ラベルはgotoのジャンプ先の目印の意味しかありませんわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ プログラムに影響を与えることはないと云うことか...

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ その通りですわね

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そして、 forループ 内では、キーボードから1文字の入力を受け付けますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ $\fcolorbox{blue}{lightgray}{z}$以外が入力された場合には、入力された文字をコンソールに表示しますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ふむふむ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そして、ループが10回になると、ループを抜けて、 ループを抜けました。 と表示されてfreeによるメモリ開放へと処理が移りますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ もしループ中で$\fcolorbox{blue}{lightgray}{z}$が入力されると、gotoによってclean_upラベルの位置に強制的にジャンプしますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ ループの状態は無視されるのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そうですわね

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ また、breakと異なり、ループ直後のprintf("ループを抜けました。\n");の行も無視されますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ なお、その性質上、breakと異なって、多重ループの深い場所から、一気にループを抜け出すこともできますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ お～、便利なのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 便利であっても、gotoは使わないでくださいね

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ わかったのだ

return

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ おまけでreturnですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 今までも関数でreturnを使っていたのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、基本的には、関数の戻り値を指定するとともに、関数を脱出するために使われますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ その通りなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ returnが実行されると無条件で関数から脱出することから、いわゆる無条件ジャンプと考えてもいいかと思いますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ 少し無理があるのでは？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そうなのですが、returnによって関数を脱出する部分が多い場合、関数内のプログラムの流れが解りにくくなってしまうのですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ なるほどなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ そして、それを嫌うプログラマーもいるようですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ そうなのか？

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ はい、中には関数の最後にのみreturnを記述するプログラマーもいるようですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ かなりストイックなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ いずれにしても、関数中でreturnを多用するのは避けた方が良さそうですわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

まとめ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ お疲れさまでした

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ おつかれさまなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ 以上で ジャンプ を終わりますわ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ ところで、continueやbreakは、できるだけ使用は避けるべきだと思いますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ りょうかいなのだ

$\footnotesize \textcolor{pink}{四国めたん:}$ また、gotoについては、余程の事情がない限り、使用しないことをお勧めしますわ

$\footnotesize \textcolor{lime}{ずんだもん:}$ わかったのだ