Rubyの条件分岐を学ぼう

基本的な制御構造を知っておこう

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コンピュータは、プログラムに記述された手順通りに動作します。

そのため、プログラムを作成する際には「どのように処理を実行させるか」といった処理手順（アルゴリズム）をしっかり考えて組み立てます。

「処理手順」というと難しく感じるかもしれませんが、基本的には以下の３つの制御構造を組み合わせて作ることができます。

制御構造とは、プログラムの実行手順を体系化したものです。その中でも「順次構造」「選択構造」「反復構造」は最も基本的な制御構造です。

この章では、図の中央に位置する「選択構造（条件分岐）」について学びます。

条件分岐について理解しよう

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条件分岐とは、プログラムの中である条件が成り立つかによって、次に実行する処理を変えることです。

以下のフローチャートでは、条件が成り立つときはYesの矢印の先に進み「処理①」を実行します。条件が成り立たないときは、Noの矢印の先に進み「処理②」が実行されます。

具体的な例として、「テストの点数が70以上なら合格と出力する、そうでなければ処理を終了する」で考えてみましょう。

この手順をフローチャートにすると、以下のように記述することができます。

点数の定義後に「点数が70以上」という条件が成り立てば、Yesの矢印に進み「合格」と出力されます。条件が成り立たなければ、Noの矢印に進み、そのまま処理が終了します。

次に条件が成り立たないときに「不合格」と出力には、以下のように追記します。

このように条件分岐は「条件が成り立つか、成り立たないか」によって、次に行う処理を変えることができます。

Rubyでは、if・unless・caseを使うことで条件分岐させることができます。

ifの基本的な使い方を学ぼう

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ifは「ある条件が成り立つときは処理①の処理を行い、成り立たないときは処理②を行う」など指定した条件に従って処理を分岐させたいときに使われます。

また、ifは複数の条件を追加して、さらに処理を分岐させることもできます。

ifの基本的な使い方や処理の流れについて、具体例とフローチャートを使いながら学んでいきます。

ifの基本構文

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ifの基本的な書き方は、以下の通りです。

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if 条件式 then
  #条件が成り立つときに実行する処理
end

条件式には、比較演算子などを使って条件を記述し、then~endの間には、条件が成り立つときに実行したい処理を記述します。

条件式が評価（式を実行して値を得ること）されて、条件が成り立つときにthen以下の処理が実行されます。

ifを使って条件分岐してみよう

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前述の例を使ってifでプログラムの処理を条件分岐してみましょう。

以下のフローチャートのように「テストの点数が70以上なら合格と出力、そうでなければ処理を終了」させます。

※ 実際のテストの点数は90点とします。点数にはscoreという変数を定義します。

上記のフローチャートはifを使って記述すると、以下の通りになります。
以前作成したsample.rbに記述しておきましょう。

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score = 90

if score >= 70 then
  puts "合格"
end

最初にテストの点数を定義します。
テストの点数は、90点なのでscoreに90を代入します。

次に「点数は70以上か」という条件をRubyで表現するために、比較演算子を使って「条件式」を指定します。「70以上」は70も含まれるので、>=を使います。

プログラムを実行して処理の流れを確認してみよう

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続いて、rubyコマンドでプログラムを実行して処理の流れを確認します。

動画のようにrubyコマンドでプログラムを実行してみましょう。

実行すると、ターミナルに「合格」と出力されましたね。

以下の画像で処理の流れを確認してみます。

条件式はscore >= 70で、scoreは90なので「条件式は正しい」と判定されます。

つまり条件は成り立つので、then~end間のputs "合格"が実行され、「合格」と出力されます。

scoreを70未満にして処理の流れを確認してみよう

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それでは、scoreを70未満にした場合はどのような処理の流れになるでしょうか。

以下のハイライト箇所のように、scoreを90から50に変更してみましょう。

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score = 50

if score >= 70 then
  puts "合格"
end

続いて、動画のようにrubyコマンドでプログラムを実行してみましょう。

実行すると、ターミナルには何も表示されません。

以下の画像で処理の流れを確認してみます。

条件式はscore >= 70のままですが、scoreは50に変更したので「条件式は正しくない」と判定されます。

つまり条件は成り立たないので、puts "合格"は実行されず、ifの実行を終了します。そのため、ターミナルには何も出力されません。

条件が成り立たないときの処理

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条件が成り立たないときに何かしら処理を行うには、以下のようにelseを使います。

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if 条件式 then
  #条件が成り立つ時に実行したい処理
else
  #条件が成り立たない時に実行したい処理
end

else~endの間には、条件が成り立たないときに実行したい処理を記述します。

条件が成り立たないときの処理を書いてみよう

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それでは、elseを使って条件が成り立たないときの処理を書いていきましょう。

以下のフローチャートのように「点数が70以上か」の条件が成り立たなければ、「不合格」と出力されるようにソースコードを変更していきます。

以下のハイライト箇所のようにsample.rbの内容を変更しましょう。

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score = 50

if score >= 70 then
  puts "合格"
else
  puts "不合格"
end

条件が成り立たないときに実行したい処理はputs "不合格"なので、else~endの間に記述します。

sample.rbを変更したら、動画のようにrubyコマンドでプログラムを実行してください。

実行すると、ターミナルに「不合格」と出力されましたね。

以下の画像で処理の流れを確認してみます。

条件式はscore >= 70でscoreは50なので「条件式は正しくない」と判定されます。

つまり条件は成り立たないので、else~end間のputs "不合格"が実行され、「不合格」と出力されます。

複数条件を指定して分岐させる場合

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さらに条件を付け加える場合は、以下のようにelsifを使います。

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if 条件式1 then
  #条件式1が成り立つ時に実行したい処理
elsif 条件式2 then
  #条件式2が成り立つ時に実行したい処理
else
  #全ての条件が成り立たない時に実行したい処理
end

elseは１つだけしか使うことができませんが、elsifであれば以下のように必要な数だけ使うことができます。

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if 条件式1 then
  #条件式1が成り立つ時に実行したい処理
elsif 条件式2 then
  #条件式2が成り立つ時に実行したい処理
elsif 条件式3 then
  #条件式3が成り立つ時に実行したい処理
elsif 条件式4 then
  #条件式4が成り立つ時に実行したい処理
else
  #全ての条件が成り立たない時に実行したい処理
end

条件式1から順番に判定されて、いずれかの条件が成り立つ時点でその箇所の処理が実行されて、ifの実行が終了します。

else以下に記述する処理は、「全ての条件が成り立たない場合」に実行されます。

フローチャートで処理の流れを整理しよう

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elsifで条件を付け加えた場合の処理の流れを整理してみます。

フローチャートにすると、以下のように記述することができます。

処理開始後、最初に「条件式1」が成り立つか判断されます。成り立てば「処理①」が実行されて、ifの実行が終了します。

「条件式1」が成り立たないときは、次に「条件式2」が成り立つか判断されます。成り立てば「処理②」が実行されて、ifの実行が終了します。

「条件式2」も成り立たないときは「処理③」が実行されて、ifの実行が終了します。

elsifで条件を付け加えてみよう

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それでは、実際にelsifを使って条件を付け加えてみましょう。

付け加える条件は「点数が60以上70未満」です。この条件が成り立てば、「不合格、もう少し！」と出力させます。

以下のハイライト箇所を編集してください。

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score = 65

if score >= 70 then
  puts "合格"
elsif score >= 60 then
  puts "不合格、もう少し！"
else
  puts "不合格"
end

編集後、動画のようにrubyコマンドでプログラムを実行すると、ターミナルに「不合格、もう少し！」と出力されます。

最初に処理される条件式1はscore >= 70でscoreは65なので「条件式は正しくない」と判定されます。つまり条件は成り立たないので「条件式2」へ処理が移ります。

条件式2はscore >= 60で条件が成り立つので、「不合格、もう少し！」と出力され、ifの実行も終了します。

elsifの注意点

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elsifを使う場合は、条件式の順番に注意する必要があります。

なぜなら、条件式1から順番に処理され、条件が成立した時点でその節の処理が実行されて、ifが終了するからです。

実際に手を動かして確認してみましょう。以下のハイライト箇所を編集してください。

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score = 90

if score >= 60 then
  puts "不合格、もう少し！"
elsif score >= 70 then
  puts "合格"
else
  puts "不合格"
end

動画のようにrubyコマンドでプログラムを実行してみましょう。

実行すると、「不合格、もう少し！」と出力されてしまいます。

本来でしたらscoreが90なので「合格」と出力されて欲しいところですが、scoreは60以上でもあるので、最初のscore >= 60が成り立つと判断されます。

この場合はscore >= 60ではなく、score >= 70の方を最初に処理される条件式1として記述する必要があります。

このようにelsifを使う場合は、条件式を記述する順番に気をつけましょう。

条件式の評価について理解しよう

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ここまでifの使い方について説明してきましたが、次は「条件式」の部分を詳しくみていきましょう。

条件式が評価（式を実行して値を得ること）されると、正しいか、正しくないかを示す値が返ります。この値は、条件式の評価結果です。

ifは条件式の評価結果によって、どの処理を実行するかが決まります。

条件式の評価結果を確かめてみよう

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以下のサンプルコードを使って、条件式の評価結果を確かめてみます。
※scoreの値は、その都度変更するものとします。

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if score >= 70 then
  puts "合格"
end

条件式が評価されて「条件式は正しい」ことを示す値のtrueが返ると、puts "合格"が実行されます。「条件式は正しくない」ことを示す値のfalseが返ると、ifの実行は終了します。

正しいを示す値（true）の場合

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まずは、正しいを示す値（true）を返す条件式を実行してみます。

以下の例では、条件式がscore >= 70、scoreは90なので「条件式は正しい」と判定されます。

上記の条件式の部分をirbで実行してみます。
動画のようにscoreに90を代入した後、score >= 70を実行してみましょう。

score >= 70を実行すると、trueという値が返ります。

このことから、条件式が正しいと判定される（条件が成り立つ）と、trueという値が返ることがわかりますね。

以下の画像のように、条件式の部分はtrueに置き換わります。
条件式の部分がtrueであれば、then以下の処理が実行されます。

そのため、条件式の部分をtrueに置き換えても、「合格」と出力されます。

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if true then
  puts "合格"
end

動画のように上記をsample.rbに記述して、rubyコマンドで実行してみましょう。

条件式の部分をtrueに置き換えて実行しても、then以下の処理が実行されますね。

正しくないを示す値（false）の場合

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次に、正しくないを示す値（false）を返す条件式を実行してみます。

以下の例では、条件式がscore >= 70、scoreは60なので「条件式は正しくない」と判定されます。

上記の条件式の部分をirbで実行してみます。
動画のようにscoreに60を代入した後、score >= 70を実行してみましょう。

score >= 70を実行すると、falseという値が返ります。

このことから、条件式が正しくないと判定される（条件が成り立たない）と、falseが返ることがわかりますね。

以下の画像のように、条件式の部分はfalseに置き換わります。
条件式の部分がfalseであれば、処理は実行されず、ifの実行を終了します。

以下のように条件式の部分をfalseに置き換えても、処理は実行されません。

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if false then
  puts "合格"
end

動画のように上記をsample.rbに記述して、rubyコマンドで実行してみましょう。

条件式の部分をfalseに置き換えると、処理は実行されずにifは終了します。

このようにifは、条件式が正しいを示す値（true）であれば処理を実行し、正しくないを示す値（false）であれば処理が実行されません。

真偽値とは

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真偽値とは簡単に説明すると「ある条件が正しい（真）か正しくない（偽）か示すための値」のことです。

Rubyでは偽になる値はnilとfalseだけで、偽以外の値はすべて真になります。

ifの条件式の判定

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ifの条件式はtrueかfalseかではなく、正確には真偽値で判定されます。

Rubyでは、nilとfalse以外は真になる値です。
以下のように10（真になる値）を条件式に指定すると、処理は実行されます。

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if 10 then
  puts "真です"
end

以下のようにnil（偽になる値）を条件式に指定すると、処理が実行されません。

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if nil then
  puts "真です"
end

条件式を10とnilにして実行すると、以下のようになります。

このようにifは条件式の真偽値によって、処理の流れが変わります。

後置if（if修飾子）

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Rubyのifは、以下のように文の後ろに置くことができます。

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score = 90

puts "合格" if score >= 70

このような書き方を「後置if」や「if修飾子」と呼びます。

以下の元コードと比べると、後置ifを利用すれば3行を1行で書けています。
後置ifを利用する方が簡潔に書くことができますね。

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score = 90

if score >= 70 then
  puts "合格"
end

とても便利なものですが、非常に長い文の後にifを追加すると、かえって読みづらいコードになってしまう可能性があります。

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score = 90

puts "今回のテストは例年よりも非常に難しく設定されていましたが、あなたは合格しました。" if score >= 70

一番右までスクロールすることで、やっとif score >= 70という条件が読めます。
このような場合は、後置ifを使わない方が可読性が高くなります。

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score = 90

if score >= 70 then
  puts "今回のテストは例年よりも非常に難しく設定されていましたが、あなたは合格しました。"
end

条件式のネスト（入れ子）

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ifの条件式は「ネスト（入れ子）」して書くことができます。

例えば、「年齢が18歳以上の場合は、〇〇と処理をする。さらに年齢が20歳以上の場合は、□□の処理をする」という処理を行いたい場合は、 if を入れ子にすることによって条件を追加できます。

コードで書く場合は、以下のようなイメージです。

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if あなたの年齢が18歳以上ならば
  車の免許が取れます。
  if あなたの年齢が20歳以上ならば
    お酒も飲めます。
  end
else
  車の免許は取れません。
end

これを実際の動くコードに書き換えると、以下のようになります。

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age = 21

if age > 18
  puts '車の免許が取れます。'
  if age > 20
    puts 'お酒も飲めます。'
  end
else
  puts '車の免許は取れません。'
end

このようにifの条件式は、ネストして書くことができます。

Rubyの条件分岐

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Rubyの条件分岐には、ifだけではなくunlessやcaseがあります。

ifは条件式が「真」のときに処理を実行しましたが、unlessは「偽」のときに処理を実行します。

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if true then
  puts "真です"  #条件式が真のとき処理は実行される
end
#=> 真です

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if false then
  puts "偽です"  #条件式が偽のとき処理は実行される
end
#=> 偽です

また、分岐が多くなる場合や比較するオブジェクトが１つだけの場合は、ifよりもcaseを使う方が可読性が上がります。

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subject = "Science"

if subject == "Mathematics" then
  puts 98
elsif subject == "Science" then
  puts 86
elsif subject == "Japanese" then
  puts 60
else
  puts "?"
end

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subject = "Science"

case subject
when "Mathematics" then
  puts 98
when "Science" then
  puts 86
when "Japanese" then
  puts 60
else
  puts "?"
end

unlessやcaseの使い方については、以下の表のリンク先を参考にしてみてください。