プログラミングの四則演算と+1！　変数と計算！

今回のテーマ

プログラミングでの数値計算を理解する

こんにちは！
今回はプログラミングにおける計算の仕方を学習しましょう！
今回の範囲は「変数」の知識が必要になります！
変数について詳しく知りたい方は前回の記事を参照してみてくださいね！😄

今回のポイント

今回のポイントは以下の3つです！

• プログラミングにおける四則演算+１
• 変数の値の変更の仕方
• インクリメント、デクリメント

プログラミングでの数値の計算

プログラミングでプログラムを書く上では計算は避けられません。
そのためにプログラミングにおける計算を学びましょう！

四則演算

今までプログラミングで絵を描いてばかりでしたが、
プログラミングでは計算ができます。(むしろ計算がメインです)
足し算(＋)、引き算(ー)、掛け算(×)、割り算(÷)ができますが、「5＋5＝」と入力して計算できる訳ではありません。

足し算は「+」、引き算は「-」
掛け算は「*」、割り算は「/」で計算できます。

計算できていますね！

ちなみに、print(xxx)と打つと、改行なしでコンソールにxxxと表示されます。
println(xxx)と打つと、改行ありでコンソールにxxxと表示されます。

余り演算

プログラミングでは四則演算の他に、余り演算という計算ができます。
余り演算には「%」を使います。

6÷5の余りは1ですね。15÷4の余りは3です。
%で計算すると余りを計算できます。
プログラミングでは重宝する計算の一つです。

変数と計算

計算の仕方がわかったとして、実際にプログラムでどう使うかみてみましょう！

変数に計算値を代入

変数に、計算した値を格納しましょう。

複数のパターンに分けて解説します！

• 変数に計算式ごと代入
• 変数の値を使って変数に数値を格納
• 変数の値を同じ変数で更新する
• 変数に対して計算をして更新
• インクリメント、デクリメント

変数に計算式ごと代入

「変数 = 計算式」とすると、計算された値が変数に格納されます。

変数を使って、変数に数値を格納

変数の値を使って、変数の値を変更することができます。

int型の変数 ten には「10」が入っているので、
「ten + ten」 をした answer には「20」が入ることになります。
「ten / ten」をした場合は「1」が入ります。

変数の値を同じ変数で更新する

別の変数を用意せずに、同じ変数を使って更新することができます。

少しややこしいですね。1行ずつ見てみましょう！

6行目：int型の変数 answer には始めに10が入っています。
7行目：answer には10が入っているので、「answer + answer」 は「20」 になります。
　　　　そして、計算された「20」を、answerに格納します。
8行目；answerには 20 が入っていることが確認できます。
9行目：answer には20が入っているので、「answer * answer」 は「400」 になります。
　　　　そして、計算された「400」を、answerに格納します。
10行目；answerには 400 が入っていることが確認できます。

変数に対して計算をして更新

まず、以下の2つの書き方を見比べてください。

どちらも10が入っている answer に、2を足そうとしています。
左は、一つ上のステップで説明したパターンですね。
右は、従来の「=」を「+=」に変更しています。

左は、answer に、answer + 2 の値を代入する。という処理ですが、
右は、answerの値を「2増やす」という処理になっています。

なので、同じ変数のみを使って同じ変数の値を変更する際は、「=」の部分を変化させて更新することができます。
足し算の場合は「+=」
引き算の場合は「-=」
掛け算の場合は「*=」
割り算の場合は「/=」
余り算の場合は「%=」
とできます。

インクリメント、デクリメント

まず以下の例を見てください。

「answer++」 とすると answer の値を「1」増やします。(answer = answer + 1、answer +=1 と同じ意味)
１増やす処理をインクリメントと言います。
インクリメントを「変数名++」と短く書くことができます。

「answer--」 とすると answer の値を「1」減らします。(answer = answer - 1、answer -=1 と同じ意味)
１減らす処理をデクリメントと言います。
デクリメントを「変数名--」と短く書くことができます。

非常に短く書けるので、コードを書く量が減らせて見やすくなる。というメリットがあります。

※また、インクリメントやデクリメントは、「++変数名」「--変数名」と書くことができます。
違いに関しては少し難しいので、番外編扱いとして後述の問題5のヒント、答えで詳細を記載しておきます。

練習問題

ここまで、四則演算や、変数の値の更新などを扱いました。
最後に今回学んだことの確認として練習問題を５つ用意しました！
練習問題を確認して、身につけたことを復習しましょう！

問題１

問い

以下のプログラムを書いたとき、コンソールに表示される値は何でしょうか？

ヒントと答え

ヒント

プログラムは「上から」実行されます！

答え

プログラムは上から実行されるので、
answerの値は１、２、５と変化していき
コンソールには５が表示されます。

問題２

問い

以下の計算式において、answer に入っている値は何でしょうか？

answer = (1 + 2 * 4) % 3

ヒントと答え

ヒント

四則演算の順番を思い出しましょう！ ()の中身は最優先でしたね。

答え

まず（）の中を計算しますが、足し算と掛け算では、掛け算の方が優先されるので、2 * 4がまず最初に計算されます。
次に(1 + 8) % 3となるので、()の中を計算して、9 % 3
最後に9を3で割った余りを求めればanswerには0が入ります。

問題３

問い

次のプログラムを実行したとき、コンソールに表示される値は何でしょうか？

ヒントと答え

ヒント

インクリメント (変数名++) で変化する値はいくらだったでしょうか...？

答え

10が入っている変数をインクリメントすると１増えて11になります。
なので、answerが11になっているところから10を引くと、11-10で1になります

問題４

問い

次の計算のうち、一つだけ計算が結果が異なる値はどれでしょうか？

答え

ヒント

8行目の式のそれぞれの変数 answer に入っている値を考えてみましょう！

答え

左下のみ99です。それ以外は100です。
11 * 10 - 11 となるので、答えは99になります。
10と11のような値が混同しないよう注意しましょう

問題５（番外編)

問い

以下のプログラムでそれぞれ表示される値はそれぞれ何でしょうか？

答え

ヒント1

「変数名++」 はすぐに値がインクリメントされる訳ではありません。
対して、「++変数名」はすぐに値がインクリメントされます。

ヒント2

「変数名++」の処理としては、変数の値を読み取ってからインクリメントします。
「++変数名」の処理としては、まずインクリメントしてから変数の値を読み取ります。

左上のプログラムの答え(ヒント3)

1つ目のプログラムの答えは「90」です。

全てのプログラムの答え

プログラムの答えは
左上：90　右上：100
左下：110　右下：100
となります。

右の画像を見てください。
「変数名++」は値を読み取ってから、1を増やします。
一方「++変数名」は1を増やしてから値を読み取ります。
(8.5行目でanswerが10になっているイメージです)

まとめ

今回は難しかったですね😅
これにて変数の学習は一旦完了です！
今回のポイントをおさらいしましょう！

変数の使い方がわかってきたでしょうか？
次回はProcessingでこれらを使って絵に動きを入れます！
次の更新をお楽しみにしてください！