while文とは？ 10分でわかりやすく解説

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プログラミングの反復処理で、コードが複雑になったり、意図せず無限ループになってしまったりして困ることはありませんか？この記事では、基本的な制御構文であるwhile文を、初心者にもわかりやすく解説します。while文の仕組みと注意点を押さえることで、シンプルで安全な反復処理を書けるようになります。

while文の基本的な使い方

while文は、プログラミングにおいて特定の条件が成り立つ間、処理を繰り返し実行するための制御構文です。反復処理（ループ）を実装する際に広く使われます。ここでは、まず「構文」「条件式」「ループ内で何をするか」の基本を整理します。

while文の構文

while文の基本形は次のとおりです。

while (条件式) {
  // 条件式が真の間、繰り返し実行される処理
}

ポイントは2つです。

• ループに入る前に条件式を評価する（最初から条件が偽なら1回も実行されない）
• ループ内の処理で条件がいつか偽になるように変数や状態を更新する

条件式が偽になった時点でループを抜け、次の処理に進みます。

while文の条件式

while文の条件式には、比較演算子や論理演算子を組み合わせて「続ける条件」を書きます。たとえばJavaやJavaScriptなど、C系の構文を持つ言語では次のような演算子がよく使われます。

条件式は「いつ止めるか」よりも、「いつ続けるか」を表すと考えると書きやすくなります。たとえば「入力が正しくない間、繰り返す」「ファイルの終端に達していない間、読み続ける」といった発想です。

while文の反復処理

while文の中では、目的に応じてさまざまな処理を繰り返します。代表例は次のとおりです。

• 変数の値を更新する（カウンタ、合計値、状態など）
• 配列やリストの要素を順番に処理する
• ユーザー入力を繰り返し受け付ける
• ファイルやストリームからデータを順に読み込む

注意点は「ループ内で状態を更新しないと、条件式がずっと真のままになり、無限ループに陥りやすい」ことです。ループの目的に対して、どの変数（または状態）が「終了」に向かって変化するのかを明確にしておきましょう。

while文のループ制御

while文では、ループを途中で制御するために、次のキーワードを使うことがあります（言語により名称や仕様は異なる場合があります）。

1. break：ループを強制的に終了する
2. continue：その回の残りの処理をスキップして、次の反復に進む

ただし、breakやcontinueが増えすぎると、処理の流れが追いにくくなります。使う場合は「どの条件で抜けるのか」「なぜスキップするのか」が読み取れるよう、条件式や分岐を整理することが大切です。

while文の具体的な活用シーン

while文は「回数が決まっている反復」よりも、「条件が満たされるまで続ける反復」に向いています。ここでは、現場で出会いやすい典型的なパターンを紹介します（以下の例は主にJava風の記法です）。

ユーザー入力の受け付け

while文は、ユーザーからの入力を受け付ける処理でよく使われます。特定の条件を満たす入力が得られるまで、再入力を促すことができます。

int num = 0;
while (num <= 0) {
  System.out.print("正の整数を入力してください: ");
  num = scanner.nextInt();
}

このパターンでは、「numが正の整数になる」ことが終了条件です。入力値が更新されるため、条件式が偽になる可能性が生まれ、無限ループを避けやすくなります。

ファイルの読み込み

ファイルやストリームの読み込みでは、終端（EOF）まで繰り返す用途があります。終端に達するまで1行ずつ読み込むといった形です。

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
  System.out.println(line);
}
reader.close();

「読み込み結果がnullでない間」という条件は、終了条件が明確で、反復の目的も読み取りやすい書き方です。

リストや配列の処理

配列やリストの要素を順に処理する場合も、while文で書けます。インデックスを更新しながら要素にアクセスするのが基本です。

List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "orange");
int index = 0;
while (index < fruits.size()) {
  System.out.println(fruits.get(index));
  index++;
}

この場合、index++が「終了に向かう更新」です。ここが抜けると、同じ要素を読み続けて無限ループになります。

特定の状態になるまで処理を続ける

while文は、実行中に状態が変化し、その結果として終了するような処理に向きます。ある値が閾値に達するまで、あるいは特定の状態になるまで処理を継続するといったケースです。

Random random = new Random();
int num = 0;
while (num < 50) {
  num = random.nextInt(100);
  System.out.println("Generated: " + num);
}

「いつ終わるか」が乱数に左右されるため、実運用では「最大試行回数」などの安全策を設けることもあります（後述します）。

while文を使う際の注意点

while文は強力ですが、条件や更新が少しずれるだけで、無限ループや取りこぼし、想定外の回数実行といった不具合につながります。ここでは、失敗しやすいポイントを具体的に整理します。

無限ループを避ける

無限ループとは、終了条件が満たされず、処理が永遠に繰り返される状態です。プログラムが応答しなくなったり、CPU使用率が上がったり、外部システムに過剰な負荷をかけたりする原因になります。

無限ループを避けるための基本は次のとおりです。

• ループ内で必ず「条件が偽になる方向」へ状態を更新する
• 更新対象（カウンタ、入力値、読み込み結果など）を明確にする
• 必要に応じて「最大試行回数」や「タイムアウト」を設ける

例えば外部API呼び出しやネットワーク待ちを伴う処理では、永遠に待つことを避けるために、回数や時間で上限を持たせるのが安全です。

ループ条件の設定ミスに気をつける

while文の条件式は、些細な違いで挙動が変わります。よくあるのは、境界条件のミスです。

• i < 10 と i <= 10 の違い（実行回数が1回変わる）
• 終了条件と継続条件を取り違える（「止めたい条件」をそのまま書いてしまう）

また、言語によっては「代入」と「比較」を書き間違えると危険な場合があります。例えばC系言語では、条件式に=（代入）を書けてしまい、意図せず真扱いになることがあります。一方、Javaでは条件式に代入結果（数値など）を置けないため、その種のミスはコンパイル時に検出されます。

実務では、条件式を短くしすぎず、必要なら一度変数に分けて「何を判定しているか」を見える形にするのが安全です。

ループ内の処理が重くなりすぎないようにする

ループ内で重い処理を繰り返すと、パフォーマンスが低下します。大量データの処理、複雑な計算、I/O（ファイル・ネットワーク）を毎回行う場合は、負荷が積み上がりやすいです。

改善の方向性としては次のようなものがあります。

• ループ外へ出せる処理は出す（毎回同じ計算や取得をしない）
• 条件判断を単純化する（ネストを減らす、早期continueを整理する）
• アルゴリズムを見直す（線形探索→ハッシュ、不要な再計算の排除など）
• 外部I/Oは回数を抑える（まとめて読み書きする、バッファを使う）

必要以上にネストを深くしない

while文を入れ子にすると表現力は上がりますが、深いネストは可読性を下げ、バグの温床になります。ネストが深いほど、どの条件でどのループを抜けるのかが見えにくくなるためです。

ネストを抑える工夫としては次が有効です。

• 処理を関数やメソッドに分割する
• ガード節（早期return）で分岐を浅くする
• ループの責務を分ける（1つのループが複数目的を持たないようにする）

while文の応用的な使い方

while文は、breakやcontinue、フラグ変数などと組み合わせることで、実務的な「止めどころ」「スキップ」「複数条件」を扱いやすくできます。ここでは、使いどころと注意点をセットで押さえます。

while文とbreak文の組み合わせ

breakを使うと、特定の条件が成立した時点でループを強制的に終了できます。例えば「exitと入力されたら終了」のような、イベント駆動のループに使われます。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
  System.out.print("メッセージを入力してください（exitで終了）: ");
  String input = scanner.nextLine();
  if (input.equals("exit")) {
    break;
  }
  System.out.println("入力されたメッセージ: " + input);
}

この書き方は直感的ですが、条件式が常にtrueなので「どこで終わるか」はbreakの条件に依存します。breakの条件が見落とされないよう、終了条件はなるべく単純に書くのが安全です。

while文とcontinue文の組み合わせ

continueを使うと、特定条件のとき、その回の残り処理をスキップして次の反復へ進めます。

int i = 0;
while (i < 10) {
  if (i % 2 != 0) {
    i++;
    continue;
  }
  System.out.println(i);
  i++;
}

この例では、奇数のときだけ出力せずに次へ進みます。注意点は、continueの前でもi++を忘れないことです。更新が抜けると、同じ値でループし続ける原因になります。

while文とフラグ変数の活用

フラグ変数（真偽値）を使うと、複数の条件を扱うループ制御を読みやすくできます。入力が妥当になるまで続ける例は典型です。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean validInput = false;
while (!validInput) {
  System.out.print("yes または no を入力してください: ");
  String input = scanner.nextLine();
  if (input.equals("yes") || input.equals("no")) {
    validInput = true;
  } else {
    System.out.println("無効な入力です。もう一度入力してください。");
  }
}

フラグを使うと、「ループ継続の理由」が変数名に表れます。実務では、validInputのように意味が明確な名前を付けることが重要です。

while文で書く反復と「再帰」の違い

while文は反復（ループ）であり、再帰（関数が自分自身を呼び出す手法）とは別物です。ただし、再帰で表現できる処理の一部は、while文で反復として書き直すことができます。たとえばフィボナッチ数列は、再帰でも書けますが、反復で書くほうがシンプルで速い場面があります。

int fibonacci(int n) {
  int a = 0, b = 1, c = 0;
  while (n > 0) {
    c = a + b;
    a = b;
    b = c;
    n--;
  }
  return a;
}

このコードは「再帰」ではなく「反復（ループ）」による実装です。再帰と反復を混同しないこと、そして処理の性質に応じて「読みやすさ」「性能」「スタックの深さ」を踏まえて選ぶことが重要です。

まとめ

while文は、特定の条件が成り立つ間、処理を繰り返し実行する制御構文です。ユーザー入力の受け付け、ファイルの読み込み、リストや配列の処理、特定状態になるまでの処理など、幅広い場面で活用できます。一方で、条件式や更新の設計を誤ると無限ループや回数ミスにつながります。break・continue・フラグ変数なども適切に使い、終了条件と更新を明確にしたうえで、読みやすく安全な反復処理を書くことが重要です。