Javaの基礎：式と演算子を詳しく解説

この記事では、プログラミングにおける式と演算子の基本的な概念を学ぶことができます。変数の扱い方から演算子の種類と使用方法まで、コーディングの基礎となる重要な要素を網羅的に解説しています。

はじめに
式の基本
演算子の基本
まとめ

はじめに

この記事のコードをコピペしてEclipseでどういう出力結果がでるのか確認してみよう！

Eclipseインストール方法

式の基本

式はオペランド（値や変数）と演算子から構成されます。

例：

Java

// int:データ型、result:変数
int result = 10 + 5;

オペランド: 10, 5, result
演算子: +, =

代入演算子「=」の特殊性

プログラミングにおける「=」は、数学の等号とは異なる意味を持ちます。
プログラミングでは：右辺の値を左辺の変数に代入するという意味になります。

基本的な代入: x = 10 は、値 10 を変数 x に格納します。
式の結果の代入: y = 5 + 3 では、右辺の式が評価され、その結果（8）が y に代入されます。
変数間の代入: z = x は、x の値を z にコピーします。

データ型

データ型は、プログラム内で扱うデータの種類を定義し、そのデータの特性や処理方法を決定する重要な概念です。整数型、浮動小数点型、文字列型、真偽型などがあり、適切なデータ型を選択することで、効率的なデータ処理と正確な計算が可能になります。

この記事で使用するデータ型

int型（整数型）
整数値を格納
範囲：-2,147,483,648 から 2,147,483,647

boolean型（真偽型）
true（真）またはfalse（偽）の2つの値のみ

変数名の重要性

変数は、プログラム内でデータを一時的に格納し、操作するために使用される名前付きの記憶領域です。変数にはデータ型が割り当てられ、その型に応じた値を保持し、プログラムの実行中に値を変更することができます。

適切な変数名を選ぶことは、コードの可読性と保守性を大きく向上させます。

良い変数名の特徴：

意味が明確: 変数の目的や内容を適切に表現する
具体的: 曖昧さを避け、具体的な情報を提供する
一貫性: プロジェクト全体で統一された命名規則に従う

悪い例: int x = 22;

良い例: int userAge = 22;

変数名のベストプラクティス

カテゴリ名を含める:
- 例: firstName, lastName
- 人の名前を扱う変数だとすぐわかります。
単位を含める:
- 例: durationInSeconds, distanceInKilometers
- 値の単位が明確で、誤解を防げます。
ブール変数は質問形式:
- 例: isActive, hasPermission
- Yes/No で答えられる質問のような名前にします。
略語の使用に注意する:
- 一般的な略語は許容: userId は広く使われており問題ない
- 不明確な略語は避ける: userIdent よりも userIdentification が好ましい
- 誰もが理解できる略語のみ使用しましょう。
意味のある区別をつける:
- 良い例: firstUser, secondUser
- 避けるべき例: user1, user2（意味が不明確）
- 単なる数字ではなく、役割や特徴を表す言葉を使いましょう。

これらのガイドラインは、コードの可読性と保守性を向上させるために重要です。ただし、プロジェクトやチームの規約に従うことも同様に大切です。変数名は、コードを読む人（将来の自分を含む）にとって意味が明確であることが最も重要です。

演算子の基本

算術演算子

算術演算子は、数値の基本的な計算に使用されます。

演算子	説明	例
+	加算	a + b
–	減算	a – b
*	乗算	a * b
/	除算	a / b
%	剰余	a % b

Java

public class ArithmeticOperators {
    public static void main(String[] args) {
        // 変数の初期化
        int baseNumber = 10;     // 基準となる数値
        int operandNumber = 3;   // 演算に使用する数値
        int result;              // 演算結果を格納する変数

        // 加算
        result = baseNumber + operandNumber;
        System.out.println("加算: " + result);  // 10 + 3 = 13

        // 減算
        result = baseNumber - operandNumber;
        System.out.println("減算: " + result);  // 10 - 3 = 7

        // 乗算
        result = baseNumber * operandNumber;
        System.out.println("乗算: " + result);  // 10 * 3 = 30

        // 除算
        result = baseNumber / operandNumber;
        System.out.println("除算: " + result);  // 10 / 3 = 3 (整数除算のため小数点以下切り捨て)

        // 剰余
        result = baseNumber % operandNumber;
        System.out.println("剰余: " + result);  // 10 % 3 = 1 (10を3で割った余り)
    }
}

出力結果：

加算: 13
減算: 7
乗算: 30
除算: 3
剰余: 1

（””）ダブルクォーテーション : System.out.println() などの出力文で、”加算: ” という文字列を表示するために使用されています。

ポイント:

整数同士の除算は、結果も整数になります（小数点以下切り捨て）。
剰余演算子 % は、割り算の余りを求めます。

代入演算子の省略形

代入演算子の省略形は、演算と代入を1つの演算子で行うことができる便利な記法です。

演算子	説明	例
=	代入	a = b
+=	加算代入	a += b
-=	減算代入	a -= b
*=	乗算代入	a *= b
/=	除算代入	a /= b
%=	剰余代入	a %= b

Java

public class ArithmeticOperators {
    public static void main(String[] args) {
        // 変数の初期化
        int result = 10;         // 基準となる数値
        int operandNumber = 3;   // 演算に使用する数値

        // 初期値の表示
        System.out.println("初期値: " + result);

        // 加算
        result += operandNumber;
        System.out.println("加算: " + result);  // 10 + 3 = 13

        // 減算
        result -= operandNumber;
        System.out.println("減算: " + result);  // 13 - 3 = 10

        // 乗算
        result *= operandNumber;
        System.out.println("乗算: " + result);  // 10 * 3 = 30

        // 除算
        result /= operandNumber;
        System.out.println("除算: " + result);  // 30 / 3 = 10

        // 剰余
        result %= operandNumber;
        System.out.println("剰余: " + result);  // 10 % 3 = 1
    }
}

出力結果：

初期値: 10
加算: 13
減算: 10
乗算: 30
除算: 10
剰余: 1

ポイント:

複合代入演算子（+=, -=など）は、演算と代入を一度に行うため、コードを簡潔にできます。
これらの演算子は、変数の値を更新する際によく使用されます。

演算子の優先順位

複数の演算子を組み合わせる場合、優先順位に注意が必要です。

Java

public class OperatorPrecedence {
    public static void main(String[] args) {
        int result = 5 + 3 * 2;
        System.out.println("5 + 3 * 2 = " + result);  // 11

        result = (5 + 3) * 2;
        System.out.println("(5 + 3) * 2 = " + result);  // 16
    }
}

出力結果：

5 + 3 * 2 = 11
(5 + 3) * 2 = 16

ポイント:

乗除算は加減算よりも優先されます。
括弧 () を使用すると、優先順位を明示的に指定できます。

比較演算子

比較演算子は、二つの値を比較し、その結果を真偽値（boolean）で返します。

演算子	説明	例
==	等しい	a == b
!=	等しくない	a != b
<	より小さい	a < b
>	より大きい	a > b
<=	以下	a <= b
>=	以上	a >= b

Java

public class RelationalOperators {
    public static void main(String[] args) {
        // 変数の初期化
        int currentScore = 5;     // プレイヤーの現在のスコア
        int targetScore = 10;     // クリアに必要なスコア

        // 等しいかどうかの比較
        System.out.println("currentScore == targetScore: " + (currentScore == targetScore));  // false
        // スコアが目標に達していないので false

        // 等しくないかどうかの比較
        System.out.println("currentScore != targetScore: " + (currentScore != targetScore));  // true
        // スコアが目標と異なるので true

        // より小さいかどうかの比較
        System.out.println("currentScore < targetScore: " + (currentScore < targetScore));    // true
        // 現在のスコアが目標より小さいので true

        // より大きいかどうかの比較
        System.out.println("currentScore > targetScore: " + (currentScore > targetScore));    // false
        // 現在のスコアが目標より大きくないので false

        // 以下かどうかの比較
        System.out.println("currentScore <= targetScore: " + (currentScore <= targetScore));  // true
        // 現在のスコアが目標以下なので true

        // 以上かどうかの比較
        System.out.println("currentScore >= targetScore: " + (currentScore >= targetScore));  // false
        // 現在のスコアが目標以上ではないので false
    }
}

出力結果：

currentScore == targetScore: false
currentScore != targetScore: true
currentScore < targetScore: true
currentScore > targetScore: false
currentScore <= targetScore: true
currentScore >= targetScore: false

ポイント:

比較演算子は常にboolean型の結果を返します。
==と!=は、プリミティブ型の比較に使用します。オブジェクトの比較にはequals()メソッドを使用するべきです。

論理演算子

論理演算子は、真偽値（boolean）を操作するために使用されます。

演算子	説明	例
&&	論理AND	a && b
\|\|	論理OR	a \|\| b
!	論理NOT	!a

&& (AND) は両方が真の場合のみ真を返します。
|| (OR) はどちらかが真の場合に真を返します。
! (NOT) は真偽を反転させます。

Java

public class SimpleLogicExample {
    public static void main(String[] args) {
        // キャラクターの状態
        boolean hasSword = true;  // 剣を持っているか
        boolean hasShield = false; // 盾を持っているか

        // 論理AND演算子 (&&)
        boolean isEquipped = hasSword && hasShield;
        System.out.println("装備完了（剣と盾の両方を持っている）: " + isEquipped);
        // 出力: 装備完了（剣と盾の両方を持っている）: false

        // 論理OR演算子 (||)
        boolean canAttack = hasSword || hasShield;
        System.out.println("攻撃可能（剣か盾のどちらかを持っている）: " + canAttack);
        // 出力: 攻撃可能（剣か盾のどちらかを持っている）: true

        // 論理NOT演算子 (!)
        boolean isDefenseless = !hasShield;
        System.out.println("防御できない（盾を持っていない）: " + isDefenseless);
        // 出力: 防御できない（盾を持っていない）: true
    }
}

出力結果：

装備完了（剣と盾の両方を持っている）: false
攻撃可能（剣か盾のどちらかを持っている）: true
防御できない（盾を持っていない）: true

コードの説明

変数の初期化:
- hasSword: 剣を持っているかどうか。
- hasShield: 盾を持っているかどうか。
論理AND演算子 (&&):
- isEquipped: 剣と盾の両方を持っている場合にtrueになります。
論理OR演算子 (||):
- canAttack: 剣または盾のどちらかを持っている場合にtrueになります。
論理NOT演算子 (!):
- isDefenseless: 盾を持っていない場合にtrueになります。

ポイント:

&&と||は短絡評価を行います。つまり、左側の式で結果が確定した場合、右側の式は評価されません。
論理演算子は、条件文（if文など）でよく使用されます。

これらの演算子を適切に組み合わせることで、複雑な計算や条件判断を表現することができます。初心者の方は、まず基本的な算術演算子と比較演算子から使いこなせるようになり、徐々に他の演算子にも慣れていくことをおすすめします。

まとめ

式の基本と代入演算子の特殊性を理解し、適切なデータ型の選択方法
変数名の重要性を認識し、ベストプラクティスに基づいた命名方法
算術演算子、代入演算子の省略形、演算子の優先順位、効率的なコード記述方法
比較演算子と論理演算子の使用方法を理解することで、条件分岐や制御フローの実装に活用できるようになります。

プログラミングの基礎となる式と演算子の概念を理解することで、より読みやすく効率的なコードを書くことができるようになります。これらの知識は、あらゆるプログラミング言語で応用可能な普遍的なスキルとなります。

未経験でもWEBスキルを取得したい方

Javaコース
※Javaプログラミングを基礎から応用まで、体系的に学べる実践的なカリキュラムが特徴です。「マインクラフト」を通じてJavaの基本文法とフレームワークの概念を学びます。また、実際のプロジェクト開発を通じて、データベース連携やWebアプリケーション開発のスキルを身につけることができます。

はじめに

式の基本

代入演算子「=」の特殊性

データ型

変数名の重要性

変数名のベストプラクティス

演算子の基本

算術演算子

代入演算子の省略形

演算子の優先順位

比較演算子

論理演算子

まとめ

コメント