制御構文とメソッドの基礎

本記事では、Javaにおける条件分岐、ループ、ジャンプ制御、メソッド定義の基本を整理する。特にswitch文の振る舞いとfor/whileの使い分け、メソッドのオーバーロードに焦点を当てる。

switch文

基本構文

switch（式）{
    case 定数値1:
        処理1;
        break;
    case 定数値2:
        処理2;
        break;
    default:
        デフォルト処理;
        break;
}

• 式に使用可能な型：byte、short、int、char（JDK5以降はenum、JDK7以降はString）
• caseの値はコンパイル時定数である必要があり、同一switch内で重複不可
• break文がない場合、後続のcaseやdefaultの処理が実行される（フォールスルー）
• defaultは必須ではなく、位置もswitchブロック内の任意の場所に記述可能

フォールスルーを活用した例：飲料購入シミュレーション

import java.util.Scanner;
public class DrinkSelector {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("価格を入力：");
        int price = scanner.nextInt();
        switch (price) {
            case 3:
                System.out.println("コーラを購入");
                break;
            case 6:
                System.out.println("ミオドンを購入");
                break;
            case 5:
                System.out.println("ウォンツァイを購入");
                break;
            case 14:
                System.out.println("ホエユアンを購入");
                break;
            case 8:
                System.out.println("ココナッツジュースを購入");
                break;
            default:
                System.out.println("該当する飲料がありません");
        }
        scanner.close();
    }
}

フォールスルーの動作確認

public class FallThroughTest {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 2;
        int y = 3;
        switch (x) {
            default:
                y++;
                break;
            case 3:
                y++;
            case 4:
                y++;
        }
        System.out.println("y=" + y); // 4（breakにより終了）
    }
}

breakを省略した場合：

public class FallThroughTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 2;
        int y = 3;
        switch (x) {
            default:
                y++;
            case 3:
                y++;
            case 4:
                y++;
        }
        System.out.println("y=" + y); // 6（フォールスルーにより全実行）
    }
}

フォールスルーを利用した選択問題の簡略化

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("問題：リレーショナルデータベースはどれ？");
System.out.println("A. Redis  B. ClickHouse  C. MySQL  D. HBase");
String ans = sc.next();
switch (ans) {
    case "A":
    case "B":
    case "D":
        System.out.println("不正解");
        break;
    case "C":
        System.out.println("正解");
        break;
}

ループ構文

whileループ

基本構文

初期化;
while (条件式) {
    ループ処理;
    更新処理;
}

演習：紙の折り畳みと富士山の高さ

public class FoldPaper {
    public static void main(String[] args) {
        int mountainHeightCm = 884800; // 8848mをcmに換算
        int thickness = 1; // 0.01m = 1cm
        int count = 0;
        while (thickness < mountainHeightCm) {
            count++;
            thickness *= 2;
        }
        System.out.println(count + "回で達成");
        System.out.println("最終厚さ：" + (thickness / 100.0) + "m");
    }
}
// 出力：20回、10485.76m

forループ

基本構文

for (初期化; 条件式; 更新処理) {
    ループ処理;
}

補足：

• 初期化はループ開始時に1度のみ実行
• 条件式を省略すると無限ループ（for(;;)）

演習例：各種計算

public class LoopExercises {
    public static void main(String[] args) {
        // 1から10の合計
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println("合計：" + sum);

        // 1から100までの偶数の合計
        int evenSum = 0;
        for (int i = 2; i <= 100; i += 2) {
            evenSum += i;
        }
        System.out.println("偶数の合計：" + evenSum);

        // 5の階乗
        int fact = 1;
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            fact *= i;
        }
        System.out.println("5の階乗：" + fact);
    }
}

水仙花数の検出

public class NarcissisticNumbers {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 0;
        for (int i = 100; i <= 999; i++) {
            int a = i / 100;
            int b = (i / 10) % 10;
            int c = i % 10;
            if (a*a*a + b*b*b + c*c*c == i) {
                System.out.println(i);
                count++;
            }
        }
        System.out.println("水仙花数は" + count + "個");
    }
}

二重ループ：九九の表

public class MultiplicationTable {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                System.out.print(i + "×" + j + "=" + (i*j) + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

do-whileループ

初期化;
do {
    ループ処理;
    更新処理;
} while (条件式);

do-whileは条件に関わらず最低1回はループ処理を実行する。

ジャンプ制御文

• break：ループやswitchブロックを強制終了
• continue：現在のループイテレーションをスキップし、次のイテレーションへ
• return：メソッドの実行を終了し、呼び出し元に制御を戻す（戻り値がある場合はその値を返す）

メソッド

基本構文

public static 戻り値の型 メソッド名(引数リスト) {
    メソッド本体;
    return 戻り値;
}

注意点：

• メソッドはクラス内で定義し、入れ子は不可
• 戻り値がある場合、return文は必須
• 戻り値がない場合はvoidを使用

オーバーロード

同じメソッド名でも引数の型や数が異なる場合、別のメソッドとして定義可能。

public class OverloadExample {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static long add(int x, long y, int z) {
        return x + y + z;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(add(3, 4));          // int版
        System.out.println(add(3, 10L, 5));    // long版
    }
}

演習：最大値の判定

import java.util.Scanner;
public class MaxComparer {
    public static void compare(int a, int b) {
        if (a > b) {
            System.out.println("最大値：" + a);
        } else {
            System.out.println("最大値：" + b);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("数値1：");
        int x = sc.nextInt();
        System.out.print("数値2：");
        int y = sc.nextInt();
        compare(x, y);
        sc.close();
    }
}

演習：指定サイズの星形出力

public class StarPrinter {
    public static void printStar(int rows, int cols) {
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                System.out.print("*\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("行数：");
        int r = sc.nextInt();
        System.out.print("列数：");
        int c = sc.nextInt();
        printStar(r, c);
        sc.close();
    }
}