動かして学ぶC言語for文（繰り返し処理）の使い方を基本から詳しく紹介

「C言語」の「for文」について紹介します。

「for文」は実行回数を指定して繰り返し実行したい時によく使用されます。
繰り返し何かをする事はプログラムの得意とするところです。

「if文」の条件分岐と組み合わせることで様々な動作を実現することができますので、サンプルプログラムを使って詳しく紹介します。

＜目次＞
１．for文の基本
２．実践プログラム：フルカラーLEDの色を変化
３．break：繰り返し処理を途中で終了
４．continue：次の繰り返し処理をスキップ
 ５．ブラウザ上で動作確認するならpaiza.IO
６．まとめ
 ７．独学に限界を感じたら

１．for文の基本

「for文」を使用したプログラム例は以下のようになります。

for ( int i = 0 ; i < 10 ; i++) { //プログラム１と２を10回繰り返します
プログラム１;
プログラム２;
}

変数の初期化：
「繰り返し条件式」の中で使用する変数宣言し初期化します。
（例：整数型で変数「i」を宣言し、i = 0 で i に 0 を代入）
繰り返し条件式：
　繰り返しを行う条件です。
（例：i < 10　※ i が 10 より小さければ）
変数への演算式：
「繰り返し条件」成立時に「プログラム」を実行後に「変数」に対して実行される演算式です。
（例：i ++　※ i の値を +1する。）

for ( int i = 0 ; i < 10 ; i ++ )のように「変数の初期化」の中で宣言した「変数」は「for文」の中でだけ使用され「for文」の処理が終了するとクリアされます。

処理の流れは以下のようになります。

for ( 変数の初期化 ; 繰り返し条件式 ; 変数への演算式) {
プログラム１;
プログラム２;
}

「for文」では繰り返し処理用に変数を１つ使用します。
まずは繰り返し処理に使用する「変数の初期化」を行い「繰り返し条件式」でこの変数の評価（成立「1(真)」か不成立「0(偽)」か）を行います。

条件が成立していれば「プログラム１、プログラム２」（複数記入可）を実行します。

この後に「変数への演算式」で指定した演算を行い、変数の値を更新します。

再び「繰り返し条件式」で変数の評価を行い、条件が成立していれば「プログラム１、プログラム２」を実行します。
そして、また「変数への演算式」を実行「繰り返し条件式」の評価と繰り返されます。

「繰り返し条件式」を評価した時に条件が不成立になると繰り返しは終了します。

変数については以下のリンクで詳しく紹介しています。

動かして学ぶC言語「変数」について、正しく学ぶならC言語が一番

「変数」とはプログラム内のデータを保存しておくために使用します。データを入れておく箱のようなもので、一時的にデータを入れておき、必要な時に取り出して使用したり、取り出して加工（演算等）してから元に戻して、また必要な時に使用したりします。

２．実践プログラム：フルカラーLEDの色を変化

安価で高機能なマイコンボード「ATOM LITE」本体内蔵のフルカラーLEDの色を徐々に変化させるプログラムで「for文」の動作を確認してみましょう。

「ATOM LITE」についての詳細は以下のリンクで詳しく紹介しています。

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下のコードを「コピペ」して書き込んでください。
※コピーは下コード（黒枠）内の右上角にある小さなアイコンのクリックでもできます。

#include <M5Atom.h>    //Atomのヘッダファイルを準備

// FastLEDライブラリの設定（CRGB構造体）
CRGB dispColor(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) {
  return (CRGB)((r << 16) | (g << 8) | b);
}
// 変数宣言
int r = 255;    //赤LED初期値（最大発光）
int g = 0;      //緑LED初期値（消灯）
int b = 0;      //青LED初期値（消灯）
int wait = 10;  //色変更待ち時間

// 初期設定 -----------------------------------------------
void setup() {
  // 本体初期化（UART有効, I2C無効, LED有効）
  M5.begin(true, false, true);
}
// メイン -------------------------------------------------
void loop() {
  // 赤色から緑色へ変化(この時 bは0、rは255)
  for(g = 0; g < 255; g++) {  //gを0から1づつ加算して254まで繰り返し
    M5.dis.drawpix(0, dispColor(r, g, b));         //LED発光色指定
    r--;                      //rを1づつ減算
    delay(wait);              //wait時間(ms)待つ
  }
  // 緑色から青色へ変化（この時ｒは0、gは255）
  for(b = 0; b < 255; b++) {  //bを0から1づつ加算して254まで繰り返し
    M5.dis.drawpix(0, dispColor(r, g, b));         //LED発光色指定
    g--;                      //gを1づつ減算
    delay(wait);              //wait時間(ms)待つ
  }
  // 青色から赤色へ変化（この時 gは0、bは255）
  for(r = 0; r < 255; r++) {  //rを0から1づつ加算して254まで繰り返し
    M5.dis.drawpix(0, dispColor(r, g, b));         //LED発光色指定
    b--;                      //bを1づつ減算
    delay(wait);              //wait時間(ms)待つ
  }
}

20行目～25行目でフルカラーLEDを赤色から緑色に変化させています。
同じように緑色から青色、青色から赤色に変化する3つのプログラムがあり、これらを順番に繰返すことでLEDの発行色を「赤→橙→黄→緑→青→藍→紫」と変化させます。

フルカラーLEDの色を指定するには「FastLED」ライブラリを使用しています。

「FastLED」ライブラリについては以下のリンクで詳しく紹介しています。

定番の Lチカ！（ATOM LITE編）で遊びながら自然と身につくプログラミング

プログラミング初心者ならとりあえず「Lチカ」やりましょう！LEDを点灯、消灯（チカチカ）させるものです。サンプルプログラムをコピペでとりあえず動作確認。LEDの色は数値を変えるだけ。いろいろ試して遊びながら学びましょう♪

LEDの色が変化するプログラムについては以下のリンクで詳しく紹介しています。

ATOM LITE フルカラーLEDでイルミネーションの作成

ATOM LITE本体内蔵のフルカラーLEDの色を、繰り返し変化させるプログラムの作り方を詳しく紹介。NeoPixel(WS2812B)をFastLEDで制御

11行目の「変数」waitで色が変化する時間を指定（ここでは10ms）しています。
delay( wait)は実行された時に（　）内の時間（ms）待機します。
色が変化するたびに wait ms(ミリ秒)待機するので、この時間を長くするとゆっくり色が変わり、短くすると早く色が変わります。好みの時間間隔に設定してみましょう

３．break：繰り返し処理を途中で終了

繰り返し処理の途中で終了させて「for文」から出たい時は「break」を使用します。
「break」は以下のように使用します。

for ( int i = 0 ; i < 10 ; i ++) {
プログラム１;
if ( 条件 ) {
break ;
}
}

上記の「for文」は「プログラム１」を10回実行するものです。
10回実行する途中で「if文」の「条件」が成立すると「break」が実行され、途中で「for文」を抜けて、次の処理へ移ります。

４．continue：次の繰り返し処理をスキップ

繰り返し処理の途中で次の処理をスキップさせたい時は「continue」を使用します。
「continue」は以下のように使用します。

for ( int i = 0 ; i < 10 ; i ++) {
プログラム１;
if ( 条件 ) {
continue ;
}
プログラム2;
}

上記の「for文」は「プログラム１」と「プログラム２」を10回実行するものです。
10回実行する途中で「if文」の「条件」が成立すると「continue」が実行され、それより下の「プログラム２」は実行されずスキップされます。
次に「i ++」が実行されて、また「for文」の続きから処理が実行されます。