Kotlinで学ぶ条件分岐10選!はじめてのKotlinプログラミング

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この記事では、プログラムの基礎知識を前提に話を進めています。

説明のためのコードや、サンプルコードもありますので、もちろん初心者でも理解できるように表現してあります。

基本的な知識があればカスタムコードを使って機能追加、目的を達成できるように作ってあります。

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はじめに

これからKotlinにおける「条件分岐」に焦点を当てて解説します。

プログラミング言語には多くの要素がありますが、条件分岐はその中でも特に基本中の基本です。

条件分岐を使えるようになると、プログラムに「判断力」を持たせることができ、さまざまな操作を柔軟に行うことができるようになります。

●Kotlinとは

Kotlinは、プログラミング言語として近年非常に注目を浴びている言語の一つです。

特にAndroidアプリ開発の公式言語として採用されて以降、その人気は急上昇しています。

○Kotlinの特徴

Kotlinは、次のような特徴を持っています。

  1. Javaとの互換性:KotlinはJavaとの高い互換性を持っており、JavaのコードとKotlinのコードを同じプロジェクト内で混在させることができます。また、JavaからKotlinへの移行も比較的スムーズに行えます。
  2. 安全性:Kotlinは、null安全をはじめとした多くの機能を持っていて、バグの少ないコードを書くためのサポートが豊富です。
  3. 簡潔な文法:Kotlinは、コードの冗長性を削減するための文法が導入されており、短くて読みやすいコードを書くことができます。
  4. 拡張関数:既存のクラスに新しいメソッドを追加することなく、そのクラスの振る舞いを拡張することができる機能です。

○Javaとの違い

Kotlinは、上述の特徴にもあるようにJavaと多くの共通点を持っていますが、いくつかの違いも存在します。

  1. null安全:Kotlinではnullを許容しない型システムが導入されており、nullの参照を回避するための文法が提供されています。
  2. データクラス:Kotlinでは、データを格納するためのクラスを簡単に定義することができる「データクラス」が存在します。
  3. スマートキャスト:Kotlinでは、一度型のチェックを行うと、その後のコードブロック内で自動的にキャストが行われる「スマートキャスト」という機能があります。

●Kotlinの基本的な条件分岐

プログラムを書く上で避けては通れないのが、条件分岐です。

Kotlinでももちろん、この条件分岐が非常に重要な役割を果たしています。

それでは、Kotlinでの基本的な条件分岐、if文、when文、else文について具体的に見ていきましょう。

○if文の基本

Kotlinでのif文は他の言語と大差なく、条件を満たす(true)場合と満たさない(false)場合で処理を分けることができます。

それでは、実際にコードを見てみましょう。

fun main() {
    val number = 5 // 変数numberに5を代入
    // numberが0より大きい場合に、"numberは0より大きい"と表示
    if (number > 0) {
        println("numberは0より大きい")
    }
}

このコードでは、numberという変数に5を代入しています。

if文の条件として、number > 0を設定。

この条件がtrueの場合、つまりnumberが0より大きい場合に、printlnでメッセージを出力しています。

このコードを実行すると、「numberは0より大きい」と表示されます。

なぜなら、numberに代入された5は0より大きいからです。

○when文の基本

when文はJavaでいうところのswitch文に相当しますが、もっと強力で柔軟です。

それでは、when文の基本形を見てみましょう。

fun main() {
    val number = 3 // 変数numberに3を代入
    // numberの値によって異なるメッセージを表示
    when (number) {
        1 -> println("numberは1です")
        2 -> println("numberは2です")
        3 -> println("numberは3です")
        else -> println("numberは1, 2, 3以外です")
    }
}

このコードは、numberという変数に3を代入して、その値に応じて異なるメッセージを出力するものです。

when文を使用して、numberの値が1, 2, 3のいずれかに合致する場合にはその値に応じたメッセージを、それ以外の場合には「numberは1, 2, 3以外です」というメッセージを出力します。

この例では、「numberは3です」と表示されます。

なぜなら、numberに3が代入されているからです。

○else文の基本

else文は、if文と一緒に使います。if文で設定した条件がfalseの場合に、else文の後に続く処理が実行されます。

それではコードを見てみましょう。

fun main() {
    val number = -5 // 変数numberに-5を代入
    // numberが0より大きい場合とそれ以外の場合でメッセージを変えて表示
    if (number > 0) {
        println("numberは0より大きい")
    } else {
        println("numberは0以下")
    }
}

このコードでは、numberに-5を代入しています。if文でnumber > 0という条件を設定していますが、-5は0より大きくないため、else文に続く「numberは0以下」というメッセージが出力されます。

●Kotlinの条件分岐の使い方

Kotlinでの条件分岐は非常に強力であり、コードの可読性や効率を高めるためのさまざまな方法が用意されています。

実際のプログラムでよく使用される条件分岐のパターンや、その実装方法について詳しく見ていきましょう。

○サンプルコード1:基本的なif文の使用

まずは、Kotlinのif文の基本的な使い方から始めます。

下記のサンプルコードは、整数の値が偶数か奇数かを判定するプログラムです。

fun main() {
    val number = 8 // 変数numberに8を代入
    val result = if (number % 2 == 0) {
        "偶数"
    } else {
        "奇数"
    }
    println("numberは$result です。")
}

このコードでは、numberという変数に8を代入しています。

if文の中でnumber % 2 == 0という条件を評価し、この条件がtrue(偶数)の場合は”偶数”、false(奇数)の場合は”奇数”という文字列をresult変数に代入しています。

最後にprintlnを使って結果を出力しています。

このコードを実行すると、”numberは偶数 です。”と表示されます。

なぜなら、8は偶数であるためです。

○サンプルコード2:複数の条件を持つif-else文

次に、複数の条件を持つif-else文の使い方について見ていきます。

下記のサンプルコードは、数値の大きさを評価して、その範囲に応じて異なるメッセージを出力するプログラムです。

fun main() {
    val score = 85 // 変数scoreに85を代入
    val result = when {
        score >= 90 -> {
            "優秀"
        }
        score >= 80 -> {
            "良好"
        }
        score >= 60 -> {
            "可"
        }
        else -> {
            "不可"
        }
    }
    println("あなたの成績は$result です。")
}

このコードでは、scoreという変数に85を代入しています。

when文の中で、scoreの値に応じて複数の条件を評価しています。

条件に合致する場合、その範囲に応じたメッセージをresult変数に代入しています。

このコードを実行すると、”あなたの成績は良好 です。”と表示されます。

なぜなら、85は80以上90未満の範囲に該当するためです。

○サンプルコード3:when文を使った条件分岐

Kotlinのwhen文は、他のプログラミング言語のswitch文と似た役割を果たしますが、もっと柔軟で強力な機能を持っています。

特定の値に対して条件分岐を行う場合、when文は非常に有用です。

ここでは、季節を表す文字列を入力として受け取り、それに対応する気温の平均値を返すサンプルコードを紹介します。

fun averageTemperature(season: String): String {
    return when(season) {
        "春" -> "20度"
        "夏" -> "30度"
        "秋" -> "25度"
        "冬" -> "10度"
        else -> "不明な季節"
    }
}

fun main() {
    val season = "夏"
    val temp = averageTemperature(season)
    println("$season の平均気温は $temp です。")
}

このコードではaverageTemperatureという関数を定義しています。

この関数内でwhen文を使って、seasonの値によって異なる文字列を返しています。

main関数では、”夏”をseasonとしてaverageTemperature関数を呼び出して、結果を出力しています。

このコードを実行すると、”夏 の平均気温は 30度 です。”という結果が得られます。

このように、when文を使用すると、簡潔に複数の条件を列挙して分岐処理を書くことができます。

○サンプルコード4:when文の複数条件

when文は、1つの条件に対して複数の値をマッチさせることも可能です。

これにより、同じ結果を返す複数の条件をまとめて記述することができます。

ここでは、数字を受け取り、それがどの範囲に属するかを判定するサンプルコードを紹介します。

fun numberRange(num: Int): String {
    return when(num) {
        in 1..10 -> "1から10の間"
        in 11..20 -> "11から20の間"
        in 21..30 -> "21から30の間"
        else -> "その範囲外"
    }
}

fun main() {
    val number = 15
    val range = numberRange(number)
    println("$number は $range にあります。")
}

このコードのnumberRange関数では、when文を使用してnumがどの範囲にあるかを判定しています。

inキーワードを使用することで、特定の範囲内に値が存在するかどうかを簡単に判定できます。

このコードを実行すると、”15 は 11から20の間 にあります。”という結果が得られます。

○サンプルコード5:条件式を用いた条件分岐

条件分岐は、単純な値のマッチングだけでなく、複雑な条件式にも対応できます。

Kotlinでは、ifwhenといったキーワードを使った条件分岐の中で、論理演算子を組み合わせた条件式を利用することが可能です。

例として、年齢と免許の所持状況に基づき、車の運転が可能かを判定する関数を考えます。

fun canDrive(age: Int, hasLicense: Boolean): String {
    return if (age >= 18 && hasLicense) {
        "運転可能"
    } else {
        "運転不可"
    }
}

fun main() {
    val myAge = 20
    val myLicense = true
    val result = canDrive(myAge, myLicense)
    println("私の年齢は $myAge 歳で、免許の所持状況は $myLicense なので、結果は $result です。")
}

このコードではcanDrive関数を定義し、年齢が18歳以上で免許を持っている場合に「運転可能」と判定しています。

このように、論理演算子&&を用いて2つの条件を組み合わせることで、より詳細な条件分岐を実現しています。

このコードを実行すると、”私の年齢は 20 歳で、免許の所持状況は true なので、結果は 運転可能 です。”という出力が得られます。

このように、条件式を用いることで、複雑な条件を元にした判断を簡潔に表現できます。

●Kotlinの条件分岐の応用例

Kotlinの条件分岐は非常に強力で、初心者から上級者まで幅広いユースケースに対応できます。

ここでは、実際のプログラミングの現場で役立つ応用例を紹介します。

○サンプルコード6:条件分岐を用いた関数の実装

関数内で条件分岐を使用することで、引数の値や外部の状態に応じて異なる結果を返す関数を簡単に実装することができます。

例えば、商品の価格と購入数に基づいて合計金額を計算する関数を考えます。

fun calculateTotal(price: Int, quantity: Int): Int {
    if (quantity >= 10) {
        // 10点以上の場合は10%の割引を適用
        return (price * quantity * 0.9).toInt()
    } else {
        return price * quantity
    }
}

fun main() {
    val itemPrice = 100
    val itemCount = 12
    val totalPrice = calculateTotal(itemPrice, itemCount)
    println("商品の単価は $itemPrice 円で、購入数は $itemCount 個なので、合計金額は $totalPrice 円です。")
}

このコードでは、10点以上購入すると10%の割引が適用されるというルールが組み込まれています。

関数内のif文で、購入数が10以上かどうかを判定し、割引を適用しています。

このコードを実行すると、”商品の単価は 100 円で、購入数は 12 個なので、合計金額は 1080 円です。”という結果が出力されます。

このように、条件に応じて異なる計算処理を行うことができます。

○サンプルコード7:リスト内の要素を条件分岐でフィルタリング

Kotlinでは、リストやコレクション内の要素を条件分岐を利用してフィルタリングすることができます。

特定の条件を満たす要素だけを取り出す場合などに非常に便利です。

fun filterEvenNumbers(numbers: List<Int>): List<Int> {
    return numbers.filter { it % 2 == 0 }
}

fun main() {
    val originalNumbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
    val evenNumbers = filterEvenNumbers(originalNumbers)
    println("元の数値リスト:$originalNumbers")
    println("偶数だけを取り出したリスト:$evenNumbers")
}

このコードでは、filter関数を使用してリストoriginalNumbersから偶数だけを取り出しています。

filter関数の中でラムダ式を使用して、各要素(it)が2で割り切れるかどうかの条件分岐を行っています。

このコードを実行すると、”元の数値リスト:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]”と”偶数だけを取り出したリスト:[2, 4, 6, 8, 10]”が出力されます。

○サンプルコード8:条件分岐を利用したクラスのメソッド

Kotlinのクラス内での条件分岐も一般的な使用法の一つです。クラスのメソッド内で条件に応じて異なる動作をさせることができます。

ここでは、顧客のクレジットスコアに応じてクレジットカードの承認を判定するメソッドを紹介します。

class Customer(val name: String, val creditScore: Int) {
    fun getCreditCardApproval(): String {
        // クレジットスコアが650以上の場合、承認。それ以外の場合、却下。
        return if (creditScore >= 650) "承認" else "却下"
    }
}

fun main() {
    val tanaka = Customer("田中太郎", 660)
    val result = tanaka.getCreditCardApproval()
    println("${tanaka.name}さんのクレジットカード申し込みは$result となりました。")
}

このコードでは、顧客の名前とクレジットスコアを持つCustomerクラスを定義しています。

その中にgetCreditCardApprovalメソッドを実装し、650点以上ならばクレジットカードの承認を、それ以下なら却下と判断しています。

このコードを実行すると、”田中太郎さんのクレジットカード申し込みは承認 となりました。”という結果が表示されるでしょう。

顧客のクレジットスコアに応じて適切なメッセージを返すことができました。

○サンプルコード9:条件分岐を用いたループの中断

条件分岐はループの制御にも利用されます。

特定の条件を満たした場合にループを中断する場面は多いです。

ここでは、リスト内の数値を合計していき、合計が100を超えたら処理を中断する例を紹介します。

fun sumUntilOver100(numbers: List<Int>): Int {
    var total = 0
    for (num in numbers) {
        if (total + num > 100) {
            break
        }
        total += num
    }
    return total
}

fun main() {
    val numbersList = listOf(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90)
    val resultSum = sumUntilOver100(numbersList)
    println("100を超える前までの合計値は$resultSum です。")
}

このコードでは、sumUntilOver100関数内のforループで数値リストを順番に合計していきます。

しかし、合計が100を超える場合は、breakを使ってループを中断します。

このコードを実行すると、”100を超える前までの合計値は60 です。”という結果が表示されるでしょう。

10, 20, 30を合計した60でループが中断されていることがわかります。

○サンプルコード10:ネストされた条件分岐の最適化

ネストされた条件分岐は、一つの条件分岐の中にさらに別の条件分岐が存在する状態を指します。

これはコードが複雑になり、読み手にとって理解しにくくなる原因となります。

Kotlinでは、このようなネストされた条件分岐を簡潔に書くためのテクニックがいくつかあります。

たとえば、商品の購入価格に応じて割引を適用する場合、会員のランクによっても割引率が異なるというシチュエーションを考えてみましょう。

fun calculateDiscount(price: Int, memberRank: String): Int {
    return when {
        price >= 5000 && memberRank == "Gold" -> (price * 0.2).toInt()
        price >= 5000 && memberRank == "Silver" -> (price * 0.15).toInt()
        price >= 5000 -> (price * 0.1).toInt()
        memberRank == "Gold" -> (price * 0.05).toInt()
        else -> 0
    }
}

fun main() {
    val discountForGold = calculateDiscount(6000, "Gold")
    println("Gold会員で商品価格が6000円の場合の割引額は$discountForGold 円です。")
}

このコードでは、商品価格が5000円以上の場合と会員ランクに応じて割引額を計算しています。

ネストされた条件分岐の代わりに、when式を用いることで、条件を簡潔に表現しています。

このコードを実行すると、”Gold会員で商品価格が6000円の場合の割引額は1200円です。”という結果が得られます。

●条件分岐の注意点と対処法

条件分岐はプログラミングにおいて非常に便利な機能であり、多くの場面で使用されます。

しかし、正しく使用しないと思わぬバグや不具合を引き起こす可能性があります。

ここでは、Kotlinでの条件分岐を使用する際の一般的な注意点と、それに対する対処法をいくつか紹介します。

○無限ループになる可能性

条件分岐とループを組み合わせた場合、特定の条件が満たされない限りループから抜け出せなくなる「無限ループ」が発生するリスクがあります。

これはシステムリソースを消費し続け、最悪の場合アプリケーションがクラッシュする原因となります。

例として、次のようなコードを考えてみましょう。

fun main() {
    var number = 10
    while (number > 0) {
        // 何らかの処理
        // numberの値を変更していない
    }
    println("ループ終了")
}

このコードでは、numberの値が10のままで変わらないため、ループは永遠に続いてしまいます。

対処法として、ループ内で条件を満たすための変数の更新を忘れずに行うことが重要です。

fun main() {
    var number = 10
    while (number > 0) {
        // 何らかの処理
        number--
    }
    println("ループ終了")
}

○条件の順番と評価

if-elsewhenを使用する際、条件の順番は非常に重要です。

最初に真となる条件が実行され、それ以降の条件は評価されません。

したがって、具体的な条件を先に記述し、一般的な条件を後に記述することが推奨されます。

例えば、次のようなコードを考えます。

fun messageForAge(age: Int): String {
    return when {
        age > 20 -> "大人"
        age >= 0 -> "子供"
        else -> "不正な値"
    }
}

このコードでは、年齢が20歳より大きい場合に「大人」と表示し、それ以外は「子供」と表示します。

しかし、この条件の順番では、20歳の場合も「大人」と評価されることに注意が必要です。

○条件が重複する場合の対処

条件が重複すると、意図しない結果を返す可能性があります。

例えば、複数の範囲が重複する場合や、同じ条件を複数の場所で評価している場合などです。

このような場合、条件を整理し、重複を避けるように注意しながらコードを書くことが大切です。

また、when式を使用する場合、条件が重複しているとコンパイルエラーとなるので、この点も利用して条件の整理を進めると良いでしょう。

●条件分岐のカスタマイズ方法

条件分岐はコードのロジックを制御する基本的な要素ですが、Kotlinでは標準のifやwhen文だけでなく、より高度なカスタマイズが可能です。

Kotlinの豊富な機能を活用して、条件分岐をさらに効果的に使用する方法をいくつか紹介します。

○拡張関数を用いた条件分岐

Kotlinでは、既存のクラスに新しい関数を追加することができる「拡張関数」を使えます。

これを利用して、特定のデータ型に対して独自の条件分岐を追加することができます。

例えば、Int型の数字が偶数か奇数かを判断する拡張関数を考えます。

// Int型にisEvenという拡張関数を追加
fun Int.isEven(): Boolean = this % 2 == 0

fun main() {
    val number = 4
    if (number.isEven()) {
        println("$number は偶数です。")
    } else {
        println("$number は奇数です。")
    }
}

このコードを実行すると、4は偶数であるため、「4 は偶数です。」と出力されます。

○ラムダ式を利用した簡潔な条件分岐

Kotlinでは、関数を変数のように扱うことができる「ラムダ式」という機能があります。

これを利用することで、簡潔な条件分岐を実現することができます。

例として、ある数字が10より大きいかを判断するラムダ式を考えます。

// ラムダ式の定義
val isGreaterThanTen: (Int) -> Boolean = { it > 10 }

fun main() {
    val number = 12
    if (isGreaterThanTen(number)) {
        println("$number は10より大きいです。")
    } else {
        println("$number は10以下です。")
    }
}

このコードを実行すると、12は10より大きいので、「12 は10より大きいです。」と出力されます。

まとめ

Kotlinを使用した条件分岐の方法は多岐にわたり、コーディングの幅や深みを豊かにするツールとして提供されています。

基本的なif、when、else文から、拡張関数やラムダ式を使った高度な条件分岐まで、Kotlinはコードの可読性と効率を向上させる機能を備えています。

初心者から上級者まで、各レベルのプログラマーがKotlinの条件分岐を最大限に活用することで、コードのロジックをより明確にし、効率的に動作するアプリケーションやサービスを開発することができます。

今回の記事を通じて、Kotlinの条件分岐の基本やカスタマイズ方法についての理解が深まったことを願っています。

Kotlinでは、まだまだ学べることはたくさんあります。

日々のコーディングにおいて、新しい知識や技術を取り入れて、より良いプログラムを作成していくことをおすすめします。