Javaの拡張 for 文（for-each）の使い方を初心者向けに解説

新人と先輩の会話形式で理解しよう

新人

「先輩、Javaで配列って何ですか？よくコードで見かけますけど…」

先輩

「Javaの配列は、同じ型のデータを順番にまとめて保存する箱のようなものです。整数や文字列など同じ型のデータをまとめて管理できます。」

新人

「なるほど、配列の中の特定のデータを取り出すこともできますか？」

先輩

「はい、array[0]のように添字を指定すると、配列の要素を取得できます。」

1. Java 配列とは？

Javaの配列は、同じ型の複数のデータを一つにまとめて扱える構造です。例えば整数型だけ、文字列型だけといった具合に、同じ型のデータを一つの箱にまとめて管理できます。配列を使うと、変数をいくつも用意する必要がなくなり、効率的にデータを扱えます。

配列を使うには、宣言と初期化が必要です。宣言では型と配列名を指定し、初期化でサイズや初期値を設定します。サイズを決めると、その数だけ要素を持つ配列が作成されます。


public class ArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = new int[5]; // 整数型の配列を5つ用意
        numbers[0] = 10;
        numbers[1] = 20;
    }
}

この例では、numbersという名前の整数型配列を作成し、array[0]やarray[1]で要素に値を代入しています。

2. 配列の要素を取得する基本

配列の要素を取り出すには、添字（インデックス）を指定します。Javaの配列は0から数えるため、最初の要素はarray[0]です。例えば次のように特定の要素を取得できます。


public class ArrayAccessExample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] fruits = {"リンゴ", "バナナ", "オレンジ"};
        System.out.println(fruits[0]); // リンゴを出力
        System.out.println(fruits[2]); // オレンジを出力
    }
}

この方法では、配列の特定の位置の要素を個別に取得できます。しかし、要素が多い場合は一つずつ書くのは手間です。後で紹介する拡張 for 文（for-each）を使うと、配列の全要素を簡単に処理できます。

3. 拡張 for 文（for-each）の基本構文と使い方

拡張 for 文、または for-each 文は、配列の全要素を順番に処理するための便利な構文です。通常の for 文では添字を指定してループしますが、for-each 文を使うと配列全体を簡単に扱えます。

基本構文は次の通りです。配列の型と変数名を指定し、コロンの後に配列名を書きます。この変数には順番に配列の各要素が代入されます。


for (型 変数名 : 配列名) {
    // 配列の要素を使った処理
}

例えば、文字列型の配列をループする場合は、次のように書けます。


String[] fruits = {"リンゴ", "バナナ", "オレンジ"};
for (String fruit : fruits) {
    System.out.println(fruit);
}

この構文では、配列の要素を一つずつ取り出して処理できるので、添字を意識する必要がなく、初心者でもミスが少なくなります。

4. for-each文を使った配列のループ例

実際の使用例を見てみましょう。整数型の配列を用意し、全要素を合計する例です。for-each 文を使うと、配列の全要素を簡単に順番に処理できます。


int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
int sum = 0;
for (int num : numbers) {
    sum += num;
}
System.out.println("合計は " + sum);

このように for-each 文を使うことで、配列全体をループ処理するコードが短くなり、可読性も高まります。また、配列要素取得や繰り返し処理が直感的に書けるので、初心者にとって理解しやすい構文です。

別の例として、文字列型の配列を for-each 文で出力する方法も簡単です。配列の中の全要素を順番に変数に代入して処理するだけで、すべての要素を表示できます。

5. 通常のfor文との違いと使い分け

通常の for 文は、配列のインデックスを使って処理を行います。for-each 文はインデックスを意識せずに配列全体を順番に処理できます。したがって、読み取り専用のループには for-each 文が便利です。

ただし、配列の一部だけを処理したい場合や、要素の位置を使った計算をしたい場合は通常の for 文が必要です。for-each 文はあくまで全要素を順番に処理することに特化しています。


int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        System.out.println(numbers[i]);
    }
}

この例では、偶数番目の要素だけを処理するため、for-each 文ではなく通常の for 文を使っています。用途に応じて使い分けることが重要です。

まとめると、Java 配列の全要素を簡単に処理する場合は for-each 文を使用し、要素の位置や一部だけ処理したい場合は通常の for 文を使うと良いでしょう。配列ループの使い分けを理解することで、より効率的にコードを書けます。

6. 配列のループでの応用例（条件判定、合計、平均など）

Java 配列と拡張 for 文を組み合わせると、条件判定や合計、平均の計算など、さまざまな処理が簡単に行えます。例えば、整数型の配列から10以上の値だけを出力する場合は次のように書けます。


int[] numbers = {5, 12, 8, 20, 3};
for (int num : numbers) {
    if (num >= 10) {
        System.out.println(num);
    }
}

この例では、配列の全要素を for-each 文で順番に取得し、条件を満たす要素だけを出力しています。配列の要素を順番に処理できるので、複雑な条件判定も分かりやすく書けます。

さらに、配列の全要素を合計して平均を求めることも簡単です。


int[] scores = {70, 85, 90, 60, 75};
int sum = 0;
for (int score : scores) {
    sum += score;
}
double average = (double) sum / scores.length;
System.out.println("平均は " + average);

このように、for-each 文を使うことで、配列の全要素を安全に取得し、合計や平均などの計算を行うことができます。Java 配列を扱う際には、for-each 文を活用するとコードが簡潔で読みやすくなります。

7. よくあるミスと回避方法（インデックス範囲外、null配列など）

配列を扱うときに初心者がよくするミスには、インデックス範囲外アクセスやnull配列の操作があります。通常の for 文ではarray[0]からarray[length-1]までが有効範囲です。それを超えてアクセスするとエラーになります。

例えば次のコードは範囲外アクセスの例です。


int[] numbers = {1, 2, 3};
System.out.println(numbers[3]); // エラー発生

拡張 for 文を使うと、インデックスを意識せずに配列全体を安全に処理できるため、こうした範囲外アクセスのミスを避けられます。

また、配列がnullの場合にfor-each 文を使うとNullPointerExceptionが発生します。そのため、配列がnullでないことを確認してからループすることが重要です。


String[] fruits = null;
if (fruits != null) {
    for (String fruit : fruits) {
        System.out.println(fruit);
    }
}

このように条件を追加することで、null配列でも安全にfor-each 文を使用できます。

8. for-each文で配列を安全に操作するコツ

for-each 文を安全に使うためのコツは次の通りです。まず、配列がnullでないことを確認することです。nullチェックを行わないと、ループ中にNullPointerExceptionが発生する可能性があります。

次に、配列の要素を変更する場合は注意が必要です。for-each 文は読み取り用に適しているため、要素を書き換える場合は通常の for 文を使う方が安全です。

例えば、配列の全要素を表示するだけならfor-each 文で十分です。


int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int num : numbers) {
    System.out.println(num);
}

また、配列の長さや内容を変更する場合はfor-each 文でのループ内で直接変更せず、必要に応じて別の配列や通常のfor文を使うと安全です。これにより、配列安全を保ちながら効率的に処理できます。

このように、for-each 文を正しく使うことで、Java 配列の要素取得や繰り返し処理が安全で分かりやすくなり、初心者でも安心してプログラムを書くことができます。