(日本語) 条件式

Arduinoで扱う（C言語ベースの）プログラミングは、独学で何となくやってきたので、結構基本的な部分の理解が欠けていたりします。というか、まだ全然知らないことばかりで（苦）。

if文などで使う条件式に関しても、後年までちゃんと理解してなかった事がありました。日頃の記事で散々使っているから「今更」なんですけど、これからArduinoを始める方のために、この根本的な部分を取り上げてみようと思います。

条件式の基本

まずは基本的な話です。

条件式では主に変数や定数の比較を行い、その条件に合致しているかどうかで分岐を作ります。

void setup() {
  Serial.begin(38400);
}

void loop() {
  static byte value = 0;

  Serial.print(value);

  if (value == 0) {       // 条件
    Serial.println("*");  // ～合致している場合
  } else {
    Serial.println("!");  // ～合致していない場合
  }
  value++;
  delay(100);
}

static変数「value」を宣言し、ループ毎に1ずつ足していきます。その中で「value」が条件に合致した時／しなかった時の命令分岐を作る、という簡単な例です。シリアルモニタ上で、合致すれば「＊」、しなければ「！」が付加され表示されます。

ループは無限に繰り返されるので、1バイト型であるvalueは256でオーバーフローし、0に戻ります。

条件を比較するための「比較演算子」は以下の通り。

変数代入は「=」だけど条件式のイコールは「==」、と慣れないと書き間違える事は良くあると思いますが（今でもたまにある…）、まあ、全然難しい話ではありません。

条件式の振る舞い

で、ここからが書きたかった部分です。

if文の（）内は、中の式が合致する（true）か、しないか（false）を見ています。上記の場合、value が“0”かどうかという事になります。

で、変数は実際の数値として処理され、比較演算子に沿うかを見ます。そして、条件式は合致するとtrue（1）、しなければfalse（0）という「数値」にさし代わります。その真偽を受けて分岐へ導かれて行く、という手順になっているわけです。

つまり、条件式というのは、単に「true or false（0か1）」を導き出すものに過ぎないという事になります。

応用的な書き方

そうなると、上記サンプルコードのif文は、こう書いても同じ結果だという事が分かります。

void loop() {
  static byte value = 0;

  Serial.print(value);

  if (!value) {           // 条件
    Serial.println("*");  // ～合致している場合
  } else {
    Serial.println("!");  // ～合致していない場合
  }
  value++;
  delay(100);
}

「!」は真偽を反転するものなので、“0”はtrue（1）に、“それ以外の数値”はfalse（0）に変換されます。valueは0になる時があるので、反転すると1（true）になる、というカラクリです。

また、これを知れば、単純に「計算式」でも成立できるということも理解出来るようになります。例えば、1回おきに合致するようにしたければ、

  if (!(value % 2)) {

「％」は割った余りを出すものなので、2で割ると、余り（結果）が0,1,0,1,…と続くことになるからです。

もし条件式として書くなら、「if((value % 2) == 0) {」です。が、計算結果が“0”と“1”、或いは“0”と“それ以外”へ分かれるような計算式にすれば、条件式でなくとも成立するというわけです。

while文等で使う他の条件式でも、これらは一緒です。whileを以下のような使い方をしている場合が良くありますが、これも理屈が分かれば、ナルホドと思います。

void loop() {
  for (byte value = 0 ; value < 255 ; value++)
  {
    Serial.print(value);

    if (!value) {           // 条件
      Serial.println("*");  // ～合致している場合
    } else {
      Serial.println("!");  // ～合致していない場合
    }
  }
  while (1);
}

for文で指定回数繰り返した後、while文に入っていくんですが、条件の中には1という数値が入っています。変数ではなく、永遠に変わることの無いtrue（1）なので、プログラムはこのwhileでずっとループし続けることになります。つまり、このwhile(1)はストッパーとして機能していることになります。

void loop() {
  static char value = 0;

  Serial.print(value, DEC);

  if (!value) {           // 条件
    Serial.println("*");  // ～合致している場合
  } else {
    Serial.println("!");  // ～合致していない場合
  }
  value++;
  delay(100);
}

まとめ

条件式というのは、“1”か“0”という真偽を導き出すためのものであり、真偽（true or false / 1 or 0）は、正確には「false(0)であるか、それ以外か」という事である。

つまり、if文を始めとする（）内の「条件」というのは「“0”であるか？」という事でしか判別していない。

参考リンク

• funini.com – char の落とし穴