多重ループ - 【ゆるゆるプログラミング】

2021/02/09 公開

・多重ループ

多重ループはループの中にループがあるプログラムの構造です。入れ子、ネスト構造とも呼ばれます。ループの中にループを１つ書いた構造を２重ループ、２重ループの中にループを１つ書いた構造を３重ループといいます。さらにその構造の中にループを入れていくと４重ループ、５重ループ…となります。これらをまとめて多重ループといいます。

多重ループは、for文／while文／do～while文の中にループを書くことで作ることができます。その際、for文／while文／do～while文の組み合わせは任意です。for文の中にfor文、for文の中にwhile文、do～while文の中にwhile文など自由に組み合わせることができます。

以下はfor文をつかった２重ループの基本的な書き方です。for文の中にfor文を書いています。

    for ( 外側の初期化式; 外側の継続条件式;外側の変化式 ) {
        for ( 内側の初期化式; 内側の継続条件式;内側の変化式 ) {
            処理文1
            処理文2
               :
        }
    }

次に、for文を使った３重ループの基本的な書き方です。for文の中にfor文を書いて、さらにその中にfor文を書いています。

    for ( 初期化式1; 継続条件式1; 変化式1 ) {
        for ( 初期化式2; 継続条件式2; 変化式2 ) {
            for ( 初期化式3; 継続条件式3; 変化式3 ) {
                処理文1
                処理文2
                   :
            }
        }
    }

それでは次の書き方はどうでしょうか？。外側のfor文の中に２つのfor文を書いています。

    for ( 外側の初期化式; 外側の継続条件式;外側の変化式 ) {
        for ( 内側1の初期化式; 内側1の継続条件式;内側1の変化式 ) {
            処理文1
            処理文2
               :
        }
    
        for ( 内側2の初期化式; 内側2の継続条件式;内側2の変化式 ) {
            処理文1
            処理文2
               :
        }
    }

外側のfor文の中に内側のfor文が２つありますが３重ループではありません。構造は２重ループですが一般的な２重ループとは違います。

さらに、次の書き方はどうでしょうか？外側のfor文の中に２重ループと１重ループが書かれています。

    for ( 外側の初期化式; 外側の継続条件式;外側の変化式 ) {
        // ２重ループ
        for ( 内側1の初期化式; 内側1の継続条件式;内側1の変化式 ) {
            for ( 内側2の初期化式; 内側2の継続条件式;内側2の変化式 ) {
              処理文1
              処理文2
                 :
            }
        }
    
        // １重ループ
        for ( 内側3の初期化式; 内側3の継続条件式;内側3の変化式 ) {
            処理文1
            処理文2
               :
        }
    }

これも多重ループといえば多重ループが一般的な多重ループではありません。このように、ループの作り方はいろいろあるので、必要に応じたループ構造を作成してください。

ここからは、多重ループを使ったJavaのソースコードを紹介していきます。

以下のJavaソースコードは、int型の変数iを1～5まで1ずつ増やしていく外側のループの中に、int型の変数jを1～3まで1ずつ増やしていく内側のループを作り、それらの変数の値をコンソール出力するものです。for文を使った２重ループの例です。

MultiLoop2.java　←　クリックしてダウンロードページに移動

001:    public class MultiLoop2 {
002:    	public static void main( String[] args ) {
003:    		// 外側のループ
004:    		for ( int i = 1; i <= 5; i++ ) {
005:    			// 内側のループ
006:    			for ( int j = 1; j <= 3; j++ ) {
007:    				System.out.println( "i=" + i );
008:    				System.out.println( "j=" + j );
009:    				System.out.println();
010:    			}
011:    		}
012:    	}
013:    }

出力結果

i=1
j=1

i=1
j=2

i=1
j=3

i=2
j=1

i=2
j=2

i=2
j=3

i=3
j=1

i=3
j=2

i=3
j=3

i=4
j=1

i=4
j=2

i=4
j=3

i=5
j=1

i=5
j=2

i=5
j=3

２重ループのなかで、変数iと変数jの値を出力しています。

外側のfor文で変数iが1のとき（最初）に、内側のfor文で変数jが1から3まで1ずつ変わっていきます。したがって、変数i=1のとき、出力は以下のようになります。

i=1
j=1

i=1
j=2

i=1
j=3

同様に、変数i=2のとき、出力は以下のようになります。

i=2
j=1

i=2
j=2

i=2
j=3

このように、変数i=5になるまでこれが繰り返されます。

以下のJavaソースコードは３重ループの例です。参考にしてください。

MultiLoop3.java　←　クリックしてダウンロードページに移動

001:    public class MultiLoop3 {
002:    	public static void main( String[] args ) {
003:    		// １つめのループ
004:    		for ( int i = 1; i <= 5; i++ ) {
005:    			// ２つめのループ
006:    			for ( int j = 1; j <= 3; j++ ) {
007:    				// ３つめのループ
008:    				for ( int k = 1; k <= 2; k++ ) {
009:    					System.out.println( "i=" + i );
010:    					System.out.println( "j=" + j );
011:    					System.out.println( "k=" + k );
012:    					System.out.println();
013:    				}
014:    			}
015:    		}
016:    	}
017:    }

以上です。

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