制御構造とは？意味をわかりやすく解説

プログラミングに関係する専門用語「制御構造」とは、プログラムの処理を制御するために使われる命令の流れのことを指します。

たとえば、条件分岐や繰り返し処理のような制御構造を使うことで、プログラムは特定の条件に応じて処理を分岐させたり、同じ処理を繰り返したりできます。

制御構造を適切に組み合わせることでプログラムをより効率的に処理することができるため、プログラマーにとっては非常に重要な概念です。

制御構造でできることは以下の通りです。

条件分岐

条件分岐は制御構造の一種です。ある条件が満たされた場合に指定された処理を行い、満たされなかった場合には別の処理を行います。

ループ処理

制御構造を使用することで、同じ処理を繰り返し行うループ処理を行うことができます。繰り返し回数が決まっている場合にはfor文を使用し、繰り返し回数が決まっていない場合にはwhile文を使用します。

例外処理

プログラムを実行する際には、予期せぬエラーが発生することがあります。例外が発生した場合には処理を中断するのではなく、制御構造を用いることでエラーを捕捉して対処できます。

制御構造の学習・勉強方法は以下の通りです。

基礎を理解する

制御構造を学ぶには、まず基礎を理解することが重要です。if文、for文、while文などの基本的な制御構造を理解し、それらを使ったプログラムを作成することが必要です。

簡単なプログラムから始める

制御構造を学ぶには、簡単なプログラムから始めることがおすすめです。まずは、条件分岐や繰り返し処理を使った簡単なプログラムを作成し、徐々に複雑なプログラムに挑戦していくことで理解を深めることができます。

問題を解いて身につける

プログラミングの問題集を解いたり、オンラインのプログラミング教育サイトを利用して演習を行うことで効率よく制御構造身につけることができます。また、制御構想に関する問題を解くことで、現在の理解度を確認することも可能です。

制御構造のメリットは以下の通りです。

プログラムの流れを制御しやすい

制御構造は、プログラムの流れを制御するために使用されます。条件分岐や繰り返し処理を利用することで、プログラムの挙動を制御しやすくなります。このため、プログラムの読みやすさや保守性が向上します。

プログラムの実行効率が向上する

制御構造をうまく利用することで、プログラムの実行効率を向上させることができます。たとえば、ループ処理を使用することで、同じ処理を繰り返し実行するときにコーディングする手間を省けます。また、条件分岐を使用することで不要な処理をスキップすることができ、プログラムの実行時間を短縮できます。

プログラムの複雑度を低減できる

制御構造を使用することで、プログラムの複雑度を低減できます。たとえば、条件分岐を使用することで複数の処理を分岐させることができます。また、繰り返し処理を使用することで、同じ処理を複数回書かなくてもよくなります。これにより、プログラムの開発時間を短縮できるだけでなくバグの発生確率を低減することができます。

制御構造のデメリットは以下の通りです。

複雑なコードになりがち

制御構造を多用するとプログラムの複雑度が高くなり、可読性が低下します。特に、多重ループや多重条件分岐を使用すると、プログラムの全体像を把握することが難しくなります。

バグの原因になりやすい

制御構造には、特定の条件下で処理をスキップする「continue」や、ループから抜け出す「break」などの機能があります。しかし、これらを誤ったタイミングで使用すると、バグの原因となります。また、制御構造が多用されると、バグの発生箇所を特定するのが難しくなる可能性があります。

制御構造の例は以下の通りです。

条件分岐

条件分岐は、プログラムの実行時に指定された条件によって処理の流れを変える制御構造です。たとえば、「もしAならばBを実行し、そうでなければCを実行する」というように、条件に応じて実行する処理を切り替えることができます。

繰り返し処理

繰り返し処理は、ある一定の処理を複数回実行する制御構造です。たとえば、ある数値を1から10まで順に表示するプログラムを作成する場合、for文やwhile文などの繰り返し文を用いることができます。

例外処理

例外処理は、プログラムの実行中に発生したエラーに対して特別な処理を行う制御構造です。たとえば、存在しないファイルを開こうとしたときに、「ファイルが存在しません」というエラーメッセージを表示するようなプログラムを作成する場合、例外処理を用いることができます。

※上記コンテンツの内容やソースコードはAIで確認・デバッグしておりますが、間違いやエラー、脆弱性などがある場合は、コメントよりご報告いただけますと幸いです。

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