3-5 変数について

Arduino言語のプログラミングでは、「変数」に数値や文字列を記憶させたり、呼び出したり、計算や処理をして便利に使うことができます。
多くの人にはなじみのない言葉ですが、Arduinoでプログラミングをする上で変数は非常に大事な概念で、超便利かつ不可欠で将来にわたってめちゃくちゃ使います。
　　

変数は例えるなら箱のようなものです。
中に好きな数値や文字列、電子部品から読み取った値などを入れることができます。

変数を使うためには、

• データ型(＝この変数には何を入れられるか)
• 変数名(＝その変数の名前)　

を定義しておく必要があります。これを変数の宣言と呼びます。

例えば、“データ型がint型のvalueという名前の変数”を宣言するときの書き方は以下の通りです。

int value;

これにより、下概念図のような変数が用意されます。

　　　　\\変数valueです。ﾖﾛｼｸ！//

変数の名前は英数字が使用でき、かつ変数名の最初の文字がアルファベットで始まる必要があります。
この章では説明の為に敢えて簡素な変数名(例えばvalue)にしていますが、一般的には英語を使った説明的な名前が望ましいです。
例えば光センサの値を入れる変数であればlightSensorとか、まばたきをするためのボタンならblinkButtonといった感じでしょうか。
何が分かりやすい名前かは、搭載する電子部品の種類や数、プログラムの内容によって変わってくるので、適宜考えましょう。

またArduinoのプログラムで命令などに使われるお決まりの単語は変数名には使えません(これを予約語といいます)

さて、先程“データ型がint型のvalueという名前の変数”を宣言しました。

int型は、-32768～32767までの2バイトの整数を入れることができるデータ型です(これはUno R3基準です。詳細は後述…)
なので、このvalueという変数には、420という数値を入れることができます。
またこの420を、1や、32や、7786や、-459などの数値と入れかえることもできます。

ですが998750は…このvalueには大きすぎて入りません(32767までの数字しか入らないからね～)
また小数に対応していないので、0.29も入りません。
大きな数を入れたい時のデータ型はlong型、小数を入れたい時はfloat型を使う必要があります。(各型の詳しい違いも後述するよ！)

変数を宣言すると同時に、その中身に好きな値を初期値としてセットしておくこともできます。書き方は以下の通りです。

int value = 90;

これによりできたint型の変数valueの中には、90という数値が初期値としてセットされています。

上記で宣言した、変数value(中には90が入っている)の中身を違う数値に変えたい時は、以下のように書きます。

 value = 777;

これでvalueの中身は90から777に変わりました。先に入っていた90は上書きされ消えたのでもう戻ってきません。

変数の中身は単純に入れ替えるだけでなく、計算によって加減乗除などをすることもできます。

int value = 90;
value = value + 1600;

まず一行目の記述により、初期値として90入りのint型の変数valueが宣言されました。
その次の行では「いま入っているvalueの中身に1600を足す」計算をしています。
1600 + 90 の結果、最終的にvalueの中には1690の数値が残りました。
(Arduinoで計算式を書くときのルールはこのページの一番下のTipsにまとめてるよ！)

以上が変数の基本です！
ちょっとわかりにくいかもしれませんが、実際にプログラム上で扱いながら覚えていけばいいと思います。
　　
　　

変数のデータ型(＝変数の中身にどういうデータを入れられるか)には、さまざまな種類があります。
よく使うものを一覧表にして比較しました。
　　

R4とR3で利用できる数値が異なる問題については、こちらで補足しています：マイコンのbit数の違い
　　
　　

各例はコピーしてloop部の内部に貼り付けることで動作確認ができます。
ぜひコピペしてシリアルモニタで結果を観測してみてください。

bool LED1 = false;
LED1 = true;

1行目：bool型の変数LED1を宣言して、初期値をfalse(＝0)に設定しています。
2行目：LED1の中身をtrue(＝1)に変えました。

bool型の中身は下記のように0 / 1の数値表記でも指定できます。

bool LED2 = 0;
LED2 = 1;

Serial.printやSerial.printlnでboolの中身を表示すると、0 / 1で表示されます。
変数の中身をシリアルモニタで表示するには、(　)の中に変数名を入れればOKです。例えば…

Serial.println(LED1);

これで変数LED1の中身がシリアルモニタに表示されます。
(setup部に　Serial.begin(9600);　を書くことを忘れずに！)

char str1 = 'A';
char str2 = 65;

1行目：
　char型の変数str1を宣言して、初期値に大文字のアルファベットAを入れました。
　Aは ' ' (シングルクオーテーション)で囲う必要があります。
2行目：
　同じくchar型の変数str2に、ASCIIコードの65番の文字(＝大文字のアルファベットA)を入れました。

1行目も2行目も、charの中に入っているのは65という数値です。
どの文字が何番に対応しているかは下記のサイト等をご参照ください。

ASCIIコード表：http://www3.nit.ac.jp/~tamura/ex2/ascii.html

charで宣言された変数の中身が数値であることを利用して、下記のような芸当で中身の文字を変えることもできます。

str1 = str1 + 5;

この1文によって、str1の中身の数値は70になりました。
70の数字に対応する文字は大文字のアルファベットFです。なので、今str1の中にはFが入っているということになります。

char str3[] = "しめじパワー";

複数の文字をchar型の変数に入れたい場合は、ちょっとめんどくさいです。
変数名str3の後ろに[ ]を書くことで、この変数を配列にする必要があります。
配列はかなり難しい概念なので本資料での説明は割愛します(気になる人はぜひ調べてほしいですが、中級者以上になってからを推奨します…)

複数の文字列を扱いたい場合は、より複雑で便利な処理ができて、どちらかというとcharよりも簡単(個人の感想です)なStringクラス(3-6を見てね！)の使用をおすすめします。
またシリアルモニタの項の復習になりますが、複数文字のデータなので、文字列は ' ' ではなく “ ” で囲います。

(変数の説明で既に履修済みなので割愛します)

long value1 = 500000000;
long value2 = -150000000;
value2 = value1 + value2;

1行目：
　long型の変数value1を宣言して、中身に500,000,000の数値を入れます。
2行目：
　同じくlong型の変数value2に、-150,000,000の数値を入れます。
3行目：
　intの例と同じように、2つの変数同士で足し算の計算をさせています。
　この行のよりも後ろで　Serial.println(value2); を実行することで、
　シリアルモニタからvalue2の計算結果を表示できます。

float sensor = 7.16;
sensor = sensor / 9.9999;

1行目：
　float型の変数sensorを宣言して、中身に7.16の数値を入れます。
2行目：
　sensorを9.9999で割り、その計算結果でsensorの中身を上書きしています。
　sensorの中身をシリアルモニタで表示すると、小数第3位が丸められ0.72と出ます。
　Serial.println(sensor,8);　と書くことで、小数第8位までを表示できます。

value1 = 500 + 300;

value2 = 1000 + 1000 - 500 - 100;

value3 = (10+10) * 5;

int value4 = 0;
value4 = 9 % 4;

int value5 = 5;
value5 = value5++;

int value5 = 5;
value5 = value5--;