Lesson3 / 7

while文 - 条件が満たされるまで繰り返す

目次

1. このレッスンで学ぶこと

  • while文とは何か
  • while文の基本構文
  • for文との違い
  • while文の実用例と注意点

2. while文とは

while文は、指定された条件が真（True）である限り、処理を繰り返し実行する制御構文です。繰り返し回数が事前にわからない場合や、特定の条件が満たされるまで処理を続けたい場合に使用されます。

while文の基本構造

Python
while 条件式:
    繰り返す処理  # 条件が真の間、実行される

while文の構成要素

要素説明例
whileループのキーワード必須
条件式繰り返すかどうかを判定count < 5, flag == True
:ブロックの開始必須
インデントループの処理の範囲4文字スペース
処理繰り返す内容count += 1 など

while文の特徴

  • 条件が真である限り無限に繰り返す可能性がある
  • 条件式を更新する処理が必須（無限ループを避けるため）
  • 繰り返し回数が不定の場合に適している
  • ユーザー入力や外部条件に基づいた制御に便利

簡単な例

Python
# 0から4まで表示
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

# 実行結果:
# 0
# 1
# 2
# 3
# 4

# パスワードが正しいまで繰り返す
password = ""
while password != "1234":
    password = input("パスワード: ")
print("ログイン成功！")

3. なぜwhile文が必要なのか？

for文は「決まった回数」繰り返すのに便利ですが、「条件が満たされるまで」繰り返したい場合はwhile文が適しています。

Python
# ユーザーが正しい値を入力するまで繰り返す
password = ""
while password != "1234":
    password = input("パスワードを入力してください: ")

print("ログイン成功！")

while文を使うことで、条件次第で繰り返し回数が変わる処理を書けます。

💡 豆知識: while文の「while」は英語で「〜の間」という意味です。「条件が真の間、処理を繰り返す」という動作を表しています。

4. while文の基本構文

構文

機能: 条件式が真の間、処理を繰り返し実行します。

書き方:

Python
while 条件式:
    繰り返す処理

用途: 回数が事前にわからない繰り返し、条件達成まで継続、ユーザー入力の待機

注意点:

  • 条件式が偽にならないと無限ループになる
  • コロン（:）とインデントが必須
  • 条件式を変化させる処理が必要
Python
# 基本的な使い方
count = 0

while count < 5:
    print(f"カウント: {count}")
    count += 1

print("終了")

実行結果:

カウント: 0
カウント: 1
カウント: 2
カウント: 3
カウント: 4
終了

5. for文との違い

for文とwhile文の比較

Python
# for文: 回数が決まっている
print("=== for文 ===")
for i in range(5):
    print(i)

# while文: 条件で制御
print("\n=== while文 ===")
i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i += 1

実行結果:

=== for文 ===
0
1
2
3
4

=== while文 ===
0
1
2
3
4

使い分けのポイント:

  • for文: 繰り返し回数が明確な場合
  • while文: 条件次第で回数が変わる場合

6. while文の基本パターン

パターン1: カウンタ変数を使う

Python
# 10から0までカウントダウン
count = 10

while count >= 0:
    print(count)
    count -= 1

print("発射！")

実行結果:

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
発射！

パターン2: フラグ変数を使う

機能: ブール変数で繰り返しを制御します。

書き方:

Python
flag = True
while flag:
    # 処理
    if 条件:
        flag = False

用途: 複雑な終了条件、複数箇所からの制御

注意点: フラグの更新を忘れると無限ループになる

Python
# ユーザーが"quit"を入力するまで継続
running = True

while running:
    command = input("コマンドを入力してください (quit で終了): ")

    if command == "quit":
        running = False
    else:
        print(f"入力されたコマンド: {command}")

print("プログラムを終了します")

パターン3: 無限ループ + break

Python
# 無限ループから条件でbreak
while True:
    number = input("数値を入力してください (0で終了): ")

    if number == "0":
        break

    print(f"入力された数値: {number}")

print("終了しました")

7. 具体例

例1: 合計が100を超えるまで

Python
total = 0
count = 1

while total < 100:
    total += count
    print(f"{count}を加算: 合計 = {total}")
    count += 1

print(f"\n{count - 1}回で100を超えました")

実行結果:

1を加算: 合計 = 1
2を加算: 合計 = 3
3を加算: 合計 = 6
4を加算: 合計 = 10
5を加算: 合計 = 15
...
13を加算: 合計 = 91
14を加算: 合計 = 105

14回で100を超えました

例2: パスワード認証

Python
correct_password = "python123"
attempts = 0
max_attempts = 3

while attempts < max_attempts:
    password = input("パスワードを入力してください: ")
    attempts += 1

    if password == correct_password:
        print("ログイン成功！")
        break
    else:
        remaining = max_attempts - attempts
        if remaining > 0:
            print(f"パスワードが違います。残り{remaining}回")
        else:
            print("ログイン失敗。アカウントがロックされました。")

例3: 数当てゲーム

Python
import random

answer = random.randint(1, 100)
attempts = 0

print("=== 数当てゲーム ===")
print("1〜100の数を当ててください")

while True:
    guess = int(input("予想: "))
    attempts += 1

    if guess == answer:
        print(f"正解！ {attempts}回で当たりました")
        break
    elif guess < answer:
        print("もっと大きい数です")
    else:
        print("もっと小さい数です")

8. 無限ループに注意

無限ループの例

Python
# 危険: 条件が常に真
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    # count += 1 を忘れている！
    # これは無限ループになる

無限ループの回避方法

Python
# 方法1: カウンタを確実に更新
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1  # 必ず更新

# 方法2: 最大繰り返し回数を設定
count = 0
max_iterations = 1000
while count < 5 and max_iterations > 0:
    print(count)
    count += 1
    max_iterations -= 1

# 方法3: breakで確実に抜ける
count = 0
while True:
    if count >= 5:
        break
    print(count)
    count += 1

9. 練習問題

問題1（基礎）⭐☆☆

1から10までの数値を表示するプログラムをwhile文で書いてください。

💡 ヒント

カウンタ変数を1から始めて、10以下の間繰り返します。

✅ 解答例 
Python
count = 1

while count <= 10:
    print(count)
    count += 1

実行結果:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

解説: count を1から始めて、10以下の間繰り返し、毎回1ずつ増やしています。

問題2（基礎）⭐☆☆

10から1までカウントダウンするプログラムを書いてください。

💡 ヒント

count を10から始めて、1以上の間繰り返し、毎回1ずつ減らします。

✅ 解答例 
Python
count = 10

while count >= 1:
    print(count)
    count -= 1

print("発射！")

実行結果:

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
発射！

解説: count を減らしながら1まで表示しています。

問題3（応用）⭐⭐☆

1から順に足していき、合計が50を超えたら終了するプログラムを書いてください。

💡 ヒント

合計が50以下の間、数値を足していきます。

✅ 解答例 
Python
total = 0
count = 1

while total <= 50:
    total += count
    print(f"{count}を加算: 合計 = {total}")
    count += 1

print(f"\n合計が50を超えました")

実行結果:

1を加算: 合計 = 1
2を加算: 合計 = 3
3を加算: 合計 = 6
4を加算: 合計 = 10
5を加算: 合計 = 15
6を加算: 合計 = 21
7を加算: 合計 = 28
8を加算: 合計 = 36
9を加算: 合計 = 45
10を加算: 合計 = 55

合計が50を超えました

解説: 合計が50以下の間、順番に数値を加算しています。

10. まとめ

このレッスンでは、while文で条件ベースの繰り返しを行う方法を学びました。

  • while文は、条件が真である間だけ処理を繰り返す構文です。
  • 反復のたびに条件に関わる値を更新することが重要です。
  • 終了条件を明確にしないと無限ループになるリスクがあります。
  • 回数が未確定な処理や入力待ち処理でwhile文が有効です。
  • ループ変数の変化を確認しながら実装すると安全です。