Java の for ループ：構文、例、そして拡張 for-each

古典的な3部構成の for ループ

for ループは、制御された回数だけブロックを繰り返します。Java の形式では、丸括弧の中にセミコロンで区切られた3つのものを詰め込みます：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

3つの部分は決まったリズムで動きます：

1. 初期化（int i = 0）- 何よりも先に、一度だけ実行されます。
2. 条件（i < 5）- 各反復の前にチェックされ、偽になるとループは止まります。
3. 更新（i++）- 各反復のあと、条件が再びチェックされる前に実行されます。

つまりこれは i = 0 から i = 4 までを出力します。カウンタ i のスコープはループ内に限られ、閉じ波括弧のあとには存在しません。

増やす、減らす、ステップで数える

3つの部分でカウンタを完全に制御できます：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 10; i > 0; i--) {       // カウントダウン
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println();

        for (int i = 0; i <= 20; i += 5) {   // 5 ずつ進める
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

i-- は減らし、i += 5 は5ずつ跳びます。条件が方向に応じた停止を決めます：減らすときは > を、増やすときは < または <= を使います。

配列を反復処理する

カウンタ付きループは配列と自然に組み合わさり、.length を上限、i をインデックスとして使います：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] colors = {"red", "green", "blue"};

        for (int i = 0; i < colors.length; i++) {
            System.out.println(i + ": " + colors[i]);
        }
    }
}

colors.length は括弧のないフィールドである点に注意してください。配列はその点で特別です。一方 List は list.size() を使います。条件 i < colors.length は正しく、インデックスは 0 から length - 1 まで動くので、<（<= ではなく）を使うことで範囲外エラーを避けられます。

拡張 for-each ループ

各要素だけが必要でインデックスは一切いらないとき、拡張 for はよりすっきりしていて間違えにくくなります。1ずれ（off-by-one）を起こすカウンタがありません：

import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> colors = List.of("red", "green", "blue");

        for (String color : colors) {
            System.out.println(color.toUpperCase());
        }
    }
}

for (String color : colors) は「colors の中の各 color について」と読みます。配列や反復可能なものすべてで使えます。トレードオフ：インデックスがなく、たどっている最中にコレクションへの追加や削除ができません（それは ConcurrentModificationException を投げます）。どちらかが必要なときはカウンタ付きループに頼ってください。

ネストしたループ

ループの中のループ - グリッド、表、組み合わせに便利です。内側のループは外側の各反復ごとに完全に実行されます：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int row = 1; row <= 3; row++) {
            for (int col = 1; col <= 3; col++) {
                System.out.print(row * col + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

これは 3x3 の掛け算グリッドを出力します。ネストが深くなったら、カウンタに i、j ではなく意味のある名前（row、col）を付けましょう。どちらがどちらか混同せずに済みます。

break と continue

break はループから即座に抜けます。continue は現在の反復の残りを飛ばし、更新ステップへ進みます：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            if (i % 2 == 0) continue;   // 偶数を飛ばす
            if (i > 7) break;           // 7 を超えたら止める
            System.out.println(i);
        }
    }
}

これは 1 3 5 7 を出力します。continue は偶数を飛ばし、break は i が 7 を超えそうになった時点でループを終了します。ネストしたループでは、ラベル付き break を使わない限り、どちらも最も内側のループにのみ作用します。

無限ループに注意

条件が決して偽にならないと、ループは永遠に動き続けます。よくある原因は、更新を忘れることや、カウンタを間違った方向に動かすことです：

for (int i = 0; i < 5; i--) {   // i は減り続けるだけ -> 5 には決して達しない
    System.out.println(i);
}

意図的な無限ループは3つの部分すべてを省略し -for (;;) { ... }- 内部の break に頼って止めます。これは控えめに使いましょう。while (true) のほうがたいてい読みやすくなります。

次：while ループ

for ループはカウンタが前もって分かっているときに輝きます。ある条件が変わるまで繰り返したい - そしてきれいなカウンタがない - ときには、while ループのほうが合います。それが次のページです。