はじめに

プログラミングを学び始めたとき、入れ子のfor文（ネストされたループ）の動きに戸惑った経験はないだろうか？
特に、ループの中で変数がどのように変化するのかを理解することは、アルゴリズム設計の基本を学ぶ上で重要である。

この記事では、for文が複数登場するコードの動きをわかりやすく解説し、初心者が抱えがちな疑問を解決するためのヒントを提供する。

Contents

手順

手順

1. 質問を分解して考える

以下のコード（省略形式）を見てみよう。

①for(iを2からnまで1ずつ増やす)
a←◯
②for(jを2からnまで1ずつ増やす)
if(・・・)
・・・
・・・
endif
endfor
b←◯
③for(jを2からnまで1ずつ増やす)
if(・・・)
・・・
・・・
endif
endfor
endfor
return・・・

このコードは、次のように動く。
1. iのループ（①）が最も外側にあり、その中で2つのjのループ（②と③）が実行される。
2. iが一定の値を取る間、②のjループがすべて実行される。
3. ②が終了すると、③のjループが実行される。
4. ③が終了したら、iが次の値に更新され、再び②と③の順でループが実行される。

2. 具体例で動きを追う

仮に、n=4の場合を考えてみよう。このコードをエクセルのような表形式で考えると、以下のような流れになる。

`i`	`②のj`の動き	処理	`③のj`の動き	処理
2	2 → 3 → 4	②のループ処理を実行	2 → 3 → 4	③のループ処理を実行
3	2 → 3 → 4	②のループ処理を実行	2 → 3 → 4	③のループ処理を実行
4	2 → 3 → 4	②のループ処理を実行	2 → 3 → 4	③のループ処理を実行

この表を見れば、iが1つ進むたびに②と③のループがそれぞれ完全に実行されることがわかる。

3. 初心者が理解しやすい考え方

コードがどのように動いているかをイメージするためには、「エクセルの行と列」という視点が役に立つ。たとえば、次のように考えてみると直感的だ。

iは行番号、jはその行の中で横に動く列番号のようなもの。
1行目（i=2）では、②のループで列全体を処理し終わった後に、さらに③のループで同じ列範囲を再処理する。
それが終わったら、次の行（i=3）に移る。

この考え方は、ループが多重構造になっている場合にも有効である。

4. 注意すべきポイント

入れ子のループを理解する際の注意点を挙げる。

変数のスコープを意識する
jのループが終わるたびにjの値は初期化され、再び2から始まる。
処理の順序を追う習慣をつける
コード全体を上から順にトレースし、ループの動きを紙に書いてみると理解が深まる。
必要のないループを作らない
質問者のコードでは、②と③でループの構造が似ているように見えるが、場合によっては1つのループに統合できる可能性がある。

まとめ

入れ子のfor文は、一見複雑に見えるが、行列のような構造をイメージすると理解しやすい。
また、コードを読み解く際には、各変数の動きを丁寧に追うことが肝要である。

この記事で紹介した考え方をもとに、ぜひ自身のコードでも試してみてほしい。
入れ子のループを自在に扱えるようになれば、アルゴリズムの実装が一段と楽しくなるだろう。

入れ子のfor文を理解しよう：アルゴリズム設計に必要な思考法