差分

このページの2つのバージョン間の差分を表示します。

--- gimmickkouza:electronic_basic:3:9_for [2024/05/29 19:14] – 作成 lutamesta
+++ gimmickkouza:electronic_basic:3:9_for [2024/06/21 18:30] (現在) – lutamesta
@@ 行 1: / 行 1: @@
 ====== 3-9 forで繰り返し処理 ======
-本資料ではArduinoのためのプログラミング言語、Arduino言語の使い方を学んでいきます。
+「for」も「while」と同じ、特定の条件下で処理を繰り返す制御文です。
-まずはプログラミングを始めるための準備を整えましょう！
+機能的にはwhileと同じですが、よりコンパクトな文章で書き表すことができます。
+===== whileをコンパクトにした「for」 =====
+==== for文の基本的な書き方 ====
+<code>
+for ( 変数を宣言し初期化する部分; 条件式の部分; 1ループごとに変数に加える変化の部分 ) {
+  　　条件が成立しているときに繰り返したい処理をここに書く
+  　　処理は何行書いてもOK
+}
+</code>
+for文では、while文で数行使って別々に書いていた、
+  * 繰り返しの判定に使う変数の宣言と初期値の代入
+  * 条件式の設定
+  * 繰り返しの判定に使う変数に加える変化
+の3つを、なんとforの後ろの(　)内に、まとめて1行で書くことができます。
-===== Arduino IDEってなんだろう =====
+早速解説していきます。
+==1行目==
+forの後ろの(　)内に、3つの要素を「;」で区切って書きます。
+**一つめは「繰り返しの判定に使う変数の宣言と初期値の代入」**です。先ほどのwhileのサンプルコードの変数countの宣言にあたる部分です。
+**二つめは「条件式の設定」**です。先ほどの例では(count < 10)でした。
+**三つめは「繰り返しの判定に使う変数に加える変化」**です。whileの中身にある　count = count + 1;　がこれにあたります。
+==2～3行目==
+ここは{　}で括られた、for文の内部です。
+ここに、条件式が成立しているときに繰り返したい処理を書きます。
+==4行目==
+波かっこ閉じによって、このfor文は終了します。
+for文の条件式が不成立だった、或いはfor文の中身を繰り返処理する中で、成立していた式が不成立になった場合、for文は終了し5行目から次の処理が実行されます。
+==== for文のサンプルコード解説 ====
+サンプルコード3-9_for.inoを開いてください。
+<code>
+void setup() {
+  Serial.begin(9600);
+   //シリアルモニタで結果を見たいので、シリアル通信を開始します
+}
+void loop() {
+   for (int count = 1; count <= 10; count++) {
+     //↑左から順に、
+     //繰り返しの判定に使う変数countの宣言をし初期値に1を代入
+     //このfor文を繰り返すための条件式。「countが10以下なら繰り返す」
+     //このfor文の中身を1回処理するごとにcountに1を足す
+    Serial.println("マッシュRoom");  //モニタに文字列を表示
+     Serial.print("現在");
+     Serial.print(count);
+     Serial.println("回目の処理だよ");
+     //現在何回目の処理かを、↑の3行でシリアルモニタに表示します
+    delay(1000);  //1秒待機します
+  }
+   Serial.println("forを抜けました。loop部の先頭に戻ります");
+   delay(5000);  //5秒待機します
+}
+</code>
+=== 動作確認 ===
+このプログラムでは、先程のwhile文と全く同じ動作内容を、for文を使って実現しています。
+なのでシリアルモニタから確認できる動作は、(一部のメッセージ内容を除いて)while文のサンプルコードと全く同じです。
+従って、このプログラムをArduinoに書き込むと、下記のように動作するはずです。
+<code>
+マッシュRoom
+現在XX回目の処理だよ
+</code>
+の2行が、シリアルモニタにだいたい1秒間隔で表示されます。
+「現在XX回目～」の「XX」は1～10までで1回ずつ増え、10回目を表示した後、
+<code>forを抜けました。loop部の先頭に戻ります</code>
+が表示され、約5秒経過した後「現在1回目～」から再度同じ動作が実行されます。
+=== コード解説 ===
+続いてプログラムの解説です！
+setup部は繰り返しになるので割愛します。
+==7行目==
+<code>
+ for (int count = 1; count <= 10; count++) {
+</code>
+forの後ろの(　)内に、3つの式が「;」で区切られて書かれています。
+**一つめは、「繰り返しの判定に使う変数の宣言と初期値の代入」**です。
+この部分は、**for文を開始する時に1度だけ実行**されます。
+今回はint count = 1; でint型の変数countを宣言し、中身に「1」を入れます。
+while文では、countを宣言した時に代入した初期値は「0」でした。
+この0が入ったcountに対し、while文の"内部"で＋1の加算処理をした後に「現在XX回目の処理だよ」を表示する構造になっていました。
+一方for文では、countへの加算処理はfor文の"内部"ではなく、"for文内部の処理を終えた後"で行われます。
+for文の内部にある、「現在XX回目の処理だよ」のメッセージを表示する処理をする前に1回目のカウントを済ませている必要があるので、初期値を「1」に設定しています。
+次に、**二つめの式では「条件式の設定」**をしています。今回は count <= 10; です。
+ここはwhileの例では (count < 10) でした。
+whileでは、0の状態でwhile文の内部に突入したcountが、1回目の処理を行った証として1加算されます。
+これを繰り返し、最終的に9の状態で突入し10回目の処理を行ったcountは10になります。
+この10を以て「既に10回処理した」判定をし、whileから脱出する処理フローになっています。
+一方、今回のforではcountの初期値は1です。理由は先述の通り、「現在XX回目の処理だよ」のメッセージ表示に対応するためです。
+for文の内部の処理を全て終えた段階でこのcountには＋1の処理がされ「2」となり、for文の先頭に戻って再度条件式の判定を受けます。
+__つまり今回のfor文では、変数countは　「既に何回処理したか」　ではなく　「これから何回目の処理をしたいか」　を意味します。__
+-8と同じ要領で「<(未満)」を使ってしまうと、countが10の時に10回目の処理をすることなくfor文を終了してしまうので、「<=(以上)」を使って処理をさせています。
+**三つめの式は「繰り返しの判定に使う変数に加える変化」**です。
+count++ の++は、「1加算する」を意味します (3-5の「Tips：Arduinoでの計算記号」を見てね！)
+(count = count + 1; でも同じ結果は得られます。どちらを使ってもOKです)
+この**「繰り返しの判定に使う変数に加える変化」は、for文の中身を処理した後に実行されます。**
+==13行目==
+<code>
+Serial.println("マッシュRoom");  //モニタに文字列を表示
+</code>
+文字列「マッシュRoom」をシリアルモニタに表示する命令です。
+==15～17行目==
+<code>
+Serial.print("現在");
+Serial.print(count);
+Serial.println("回目の処理だよ");
+</code>
+シリアルモニタに文字列「現在XX回目の処理だよ」と表示させます。
+==20行目==
+<code>
+delay(1000);//1秒待機します
+</code>
+人間がシリアルモニタを目で追えるよう、1秒待機させます。
+for文の最後まで来たので**__for文の先頭に戻り、条件式の判定を再度行います。__**
+for文の中身を10回処理した後、22、23行目を実行し、そしてloop部の先頭に戻ります。
+===== 「for」のまとめ =====
+===for文のポイント===
+  * whileと同じく、特定の条件が成立する時だけ同じ処理を繰り返したい時　に使われる処理
+  * whileでは個別に処理する「繰り返しの判定に使う変数の宣言と初期値の代入」「条件式の設定」「繰り返しの判定に使う変数に加える変化」をまとめて設定する
+  * 「繰り返しの判定に使う変数の宣言と初期値の代入」はfor文を開始する時に1度だけ実行される
+  * 「繰り返しの判定に使う変数に加える変化」は、for文の中身を処理した後に実行される