TypeScriptのループ: for文、forEach、for...of、for...in

TypeScriptにはJavaScriptと同じループがあります: for、for...of、for...in、while、do...while、そして配列のメソッド forEach です。TypeScriptが加えるのは型です。for...of のループ変数には要素の型が付き、for...in のキーは常に string です。

const scores: number[] = [90, 72, 85];

// Classic for loop: i is number
for (let i = 0; i < scores.length; i++) {
    console.log(`#${i + 1}: ${scores[i]}`);
}

// for...of: score is number
for (const score of scores) {
    console.log(score >= 80 ? "pass" : "fail");
}

// forEach: callback gets (value, index, array)
scores.forEach((score, index) => console.log(index, score));

配列のループのほとんどは for...of で書くのがおすすめです。読みやすく、break、continue、await が使え、型注釈も要りません。

基本の for 文

for (init; condition; update) は、数を数える、2つ以上ずつ進める、逆順にたどるといったときのループです。TypeScriptはカウンターの型を初期値から推論します。

// Every second index
for (let i = 0; i < 10; i += 2) {
    step(i);
}

// Backwards over an array
const letters = ["a", "b", "c"];
for (let i = letters.length - 1; i >= 0; i--) {
    console.log(letters[i]);
}

function step(n: number) {
    console.log("step", n);
}

カウンターは var ではなく let で宣言します。let なら反復ごとに別の束縛が作られるので、ループの中で作ったコールバックはその反復の値を参照します。

for...of: 配列、文字列、Map の値

for...of は反復可能なものなら何にでも使え、ループ変数には対応する型が付きます。インデックスも必要なら、[index, value] のタプルを返す array.entries() をループします。

type Task = { title: string; done: boolean };
const tasks: Task[] = [
    { title: "write docs", done: true },
    { title: "fix bug", done: false },
];

for (const task of tasks) {              // task: Task
    console.log(task.title, task.done ? "done" : "todo");
}

for (const [i, task] of tasks.entries()) { // i: number, task: Task
    console.log(i, task.title);
}

for (const ch of "hey") console.log(ch);   // ch: string

const ages = new Map([["ada", 36], ["alan", 41]]);
for (const [name, age] of ages) {          // name: string, age: number
    console.log(`${name} is ${age}`);
}

break はループを抜け、continue は次の要素に進みます。for 文とまったく同じです。実行時の詳細（反復可能オブジェクト、ジェネレーター）はJavaScriptの for...of と for...in のページで説明しています。

forEach: break も await も使えない

forEach は要素ごとに関数を呼び、undefined を返します。コールバックのパラメーターは配列から型が付くので、型注釈は要りません。できないことが2つあります:

• 途中で止められない。 コールバックの中の break はコンパイルエラー TS1107 Jump target cannot cross function boundary. です。return は現在の呼び出しを終えるだけなので、continue のように動きます。
• 非同期の処理を待てない。 forEach は async コールバックが返す Promise を無視します。

const nums = [1, 2, 3, 4, 5];

// return skips, it does not stop
nums.forEach((n) => {
    if (n % 2 === 0) return;
    console.log("odd", n);
});

// To stop early, use for...of with break, or some/find
for (const n of nums) {
    if (n > 2) break;
    console.log("small", n);
}
const firstBig = nums.find((n) => n > 3); // number | undefined
console.log(firstBig); // 4

非同期の落とし穴は警告なしにコンパイルが通るので、見落としがちです:

const wait = (ms: number) => new Promise<void>((resolve) => setTimeout(resolve, ms));

async function main() {
    // forEach starts all three and does not wait
    [30, 10, 20].forEach(async (ms) => {
        await wait(ms);
        console.log("forEach finished", ms);
    });
    console.log("after forEach"); // printed first

    await wait(50);

    // for...of waits for each await in turn
    for (const ms of [30, 10, 20]) {
        await wait(ms);
        console.log("for...of finished", ms);
    }
    console.log("after for...of"); // printed last
}

main();

forEach のコールバックは、ループが先に進んだあとでタイマーの順（10、20、30）に終わります。for...of 版は順番に実行します。並列に実行しつつ完了を待ちたいなら、await Promise.all(items.map(async (item) => { ... })) を使います。

for...in: キーは文字列

for...in はオブジェクトの列挙可能なプロパティ名をループします。キーの型は常に string で、配列でもインデックスが文字列になります。そのため、型付きのオブジェクトをインデックスで参照するには不便です:

// This does not compile: key is string, not "name" | "age".
const user = { name: "Ada", age: 36 };

for (const key in user) {
    console.log(key, user[key]);
}

index.ts(5,22): error TS7053: Element implicitly has an 'any' type because expression of type 'string' can't be used to index type '{ name: string; age: number; }'.
  No index signature with a parameter of type 'string' was found on type '{ name: string; age: number; }'.

TypeScriptはわざとキーを string と型付けしています。実行時のオブジェクトは型に書かれた以上のプロパティを持てます（構造的型付けでは余分なプロパティが許されます）し、for...in は継承した列挙可能なプロパティもたどります。そのため、キーが "name" | "age" だと保証できないのです。直し方は次のセクションにあります。配列に for...in を使うのはやめましょう。

オブジェクトのキーと値をループする

オブジェクトをループするときは、[key, value] のペアを返す Object.entries を使うのが一般的です。Object.keys は for...in と同じ理由で string[] を返すので、オブジェクトに余分なキーがないとわかっている場合はキーの型をアサーションで指定します。

const prices = { tea: 2.5, coffee: 3.2, juice: 4 };

// Keys and values: key is string, value is number
for (const [item, price] of Object.entries(prices)) {
    console.log(`${item}: $${price.toFixed(2)}`);
}

// Typed keys: assert once, then index safely
type Item = keyof typeof prices; // "tea" | "coffee" | "juice"
for (const item of Object.keys(prices) as Item[]) {
    console.log(item, prices[item] * 2);
}

// Just the values
const total = Object.values(prices).reduce((sum, p) => sum + p, 0);
console.log(total); // 9.7

キーが事前にわからないデータには、オブジェクトを Record<string, number> として型付けするか Map を使います。どちらも辞書のページで説明しています。

while と do...while

while は毎回の実行の前に条件をチェックし、do...while は本体を一度実行してからチェックします。コレクションをたどらないループ、たとえば条件が満たされるまで読み続ける処理に向いています。この中でも型の絞り込みは効きます。条件で !== undefined をチェックすれば、本体の中では変数が絞り込まれます。

const queue: string[] = ["a", "b", "c"];

let next: string | undefined;
while ((next = queue.shift()) !== undefined) {
    console.log("processing", next.toUpperCase()); // next: string here
}

let attempts = 0;
do {
    attempts++;
    console.log("attempt", attempts);
} while (attempts < 2);

入れ子のループでのラベル、break、continue

普通の break はいちばん内側のループしか抜けません。外側のループを抜けるには、ループにラベルを付けてそのラベルを指定します:

const grid: number[][] = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9],
];

let found: [number, number] | null = null;

outer: for (let row = 0; row < grid.length; row++) {
    for (let col = 0; col < grid[row].length; col++) {
        if (grid[row][col] === 5) {
            found = [row, col];
            break outer; // leaves both loops
        }
    }
}
console.log(found); // [ 1, 1 ]

どのループを使うか