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Raw Blame History Unescape Escape

JavaScriptの基本: 配列とループ

スケッチノート: Tomomi Imura

講義前のクイズ

ウェブサイトがショッピングカートのアイテムを管理したり、友達リストを表示したりする仕組みを考えたことはありますか？それが配列とループの役割です。配列は複数の情報を保持するデジタルコンテナのようなもので、ループはそのデータを効率的に処理するためのツールです。

これら2つの概念を組み合わせることで、プログラム内で情報を扱う基盤が形成されます。手動で一つ一つのステップを書き出すのではなく、数百、数千のアイテムを迅速に処理できるスマートで効率的なコードを作成する方法を学びます。

このレッスンの終わりには、数行のコードで複雑なデータ処理を達成する方法を理解できるようになります。それでは、これらの重要なプログラミング概念を探ってみましょう。

🎥 上記の画像をクリックして、配列とループに関する動画をご覧ください。

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配列

配列はデジタルのファイリングキャビネットのようなものです。1つの引き出しに1つのドキュメントを保存する代わりに、関連する複数のアイテムを1つの構造化されたコンテナに整理できます。プログラミングの観点では、配列は複数の情報を1つのパッケージにまとめて保存することができます。

写真ギャラリーを作成したり、To-Doリストを管理したり、ゲームのハイスコアを追跡したりする場合、配列はデータを整理する基盤を提供します。それでは、配列の仕組みを見てみましょう。

✅ 配列は私たちの周りにたくさんあります！例えば、ソーラーパネルの配列のような実生活の例を考えてみてください。

配列の作成

配列を作成するのはとても簡単です。角括弧を使うだけです！

// Empty array - like an empty shopping cart waiting for items
const myArray = [];

ここで何が起きているのか？ 角括弧 [] を使って空のコンテナを作成しました。これは空の図書館の棚のようなもので、そこに整理したい本を置く準備ができています。

また、最初から初期値を配列に入れることもできます。

// Your ice cream shop's flavor menu
const iceCreamFlavors = ["Chocolate", "Strawberry", "Vanilla", "Pistachio", "Rocky Road"];

// A user's profile info (mixing different types of data)
const userData = ["John", 25, true, "developer"];

// Test scores for your favorite class
const scores = [95, 87, 92, 78, 85];

注目すべきポイント:

配列にはテキスト、数字、さらには真偽値を同時に保存できます
各アイテムをコンマで区切るだけで簡単です！
配列は関連する情報をまとめて保存するのに最適です

配列のインデックス

最初は少し奇妙に感じるかもしれませんが、配列はアイテムを0から番号付けします。これはゼロベースのインデックスと呼ばれ、コンピュータメモリの仕組みに由来しています。配列の各場所には インデックス と呼ばれるアドレス番号が割り当てられます。

インデックス	値	説明
0	"Chocolate"	最初の要素
1	"Strawberry"	2番目の要素
2	"Vanilla"	3番目の要素
3	"Pistachio"	4番目の要素
4	"Rocky Road"	5番目の要素

✅ 配列がゼロインデックスから始まることに驚きましたか？一部のプログラミング言語ではインデックスが1から始まります。この歴史についてはWikipediaで読むことができます。

配列要素へのアクセス:

const iceCreamFlavors = ["Chocolate", "Strawberry", "Vanilla", "Pistachio", "Rocky Road"];

// Access individual elements using bracket notation
console.log(iceCreamFlavors[0]); // "Chocolate" - first element
console.log(iceCreamFlavors[2]); // "Vanilla" - third element
console.log(iceCreamFlavors[4]); // "Rocky Road" - last element

ここで何が起きているのか:

使用インデックス番号を角括弧記法で指定して要素にアクセス
返却配列内の特定の位置に保存されている値
開始 0からカウントし、最初の要素のインデックスは0

配列要素の変更:

// Change an existing value
iceCreamFlavors[4] = "Butter Pecan";
console.log(iceCreamFlavors[4]); // "Butter Pecan"

// Add a new element at the end
iceCreamFlavors[5] = "Cookie Dough";
console.log(iceCreamFlavors[5]); // "Cookie Dough"

上記で行ったこと:

変更インデックス4の要素を "Rocky Road" から "Butter Pecan" に
追加インデックス5に新しい要素 "Cookie Dough" を追加
自動拡張 現在の範囲を超えて追加すると配列の長さが自動的に拡張される

配列の長さと便利なメソッド

配列にはデータ操作を簡単にするための組み込みプロパティとメソッドがあります。

配列の長さを取得:

const iceCreamFlavors = ["Chocolate", "Strawberry", "Vanilla", "Pistachio", "Rocky Road"];
console.log(iceCreamFlavors.length); // 5

// Length updates automatically as array changes
iceCreamFlavors.push("Mint Chip");
console.log(iceCreamFlavors.length); // 6

覚えておくべきポイント:

返却配列内の要素の総数
自動更新 要素が追加または削除されると自動的に更新
提供ループや検証に役立つ動的なカウント

基本的な配列メソッド:

const fruits = ["apple", "banana", "orange"];

// Add elements
fruits.push("grape");           // Adds to end: ["apple", "banana", "orange", "grape"]
fruits.unshift("strawberry");   // Adds to beginning: ["strawberry", "apple", "banana", "orange", "grape"]

// Remove elements
const lastFruit = fruits.pop();        // Removes and returns "grape"
const firstFruit = fruits.shift();     // Removes and returns "strawberry"

// Find elements
const index = fruits.indexOf("banana"); // Returns 1 (position of "banana")
const hasApple = fruits.includes("apple"); // Returns true

これらのメソッドの理解:

push() (末尾) と unshift() (先頭) で要素を追加
pop() (末尾) と shift() (先頭) で要素を削除
indexOf() で要素の位置を特定し、includes() で存在を確認
削除された要素や位置インデックスなどの便利な値を返却

✅ 自分で試してみましょう！ブラウザのコンソールを使って、自分で作成した配列を操作してみてください。

ループ

チャールズ・ディケンズの小説に出てくる罰として、生徒がスレートに何度も同じ文を書かされる場面を思い浮かべてください。もし「この文を100回書いて」と指示するだけで自動的に実行されるとしたらどうでしょう？それがループがコードに対して行うことです。

ループは、エラーなくタスクを繰り返す tireless assistant のようなものです。ショッピングカート内のすべてのアイテムを確認したり、アルバム内のすべての写真を表示したりする場合、ループは効率的に繰り返し処理を行います。

JavaScriptにはいくつかの種類のループがあり、それぞれの使い方を理解することができます。

Forループ

for ループはタイマーを設定するようなもので、何回実行したいかを正確に知っている場合に使います。非常に整理されていて予測可能なので、配列を操作したり、何かをカウントする必要がある場合に最適です。

Forループの構造:

コンポーネント	目的	例
初期化	開始点を設定	`let i = 0`
条件	継続する条件	`i < 10`
増分	更新方法	`i++`

// Counting from 0 to 9
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  console.log(`Count: ${i}`);
}

// More practical example: processing scores
const testScores = [85, 92, 78, 96, 88];
for (let i = 0; i < testScores.length; i++) {
  console.log(`Student ${i + 1}: ${testScores[i]}%`);
}

ステップごとの説明:

初期化 カウンタ変数 i を0に設定
条件確認 各反復前に i < 10 を確認
実行条件が真の場合にコードブロックを実行
増分各反復後に i を1増やす
停止条件が偽になると停止 (i が10に達したとき)

✅ このコードをブラウザのコンソールで実行してみましょう。カウンタ、条件、または反復式に小さな変更を加えると何が起きるか確認してください。逆方向に動作させてカウントダウンを作成することはできますか？

Whileループ

while ループは「これを続けて、...まで」というようなものです。何回実行されるか正確にはわからないかもしれませんが、停止するタイミングはわかっています。ユーザーが必要な入力を提供するまで尋ねたり、探しているデータが見つかるまで検索したりする場合に最適です。

Whileループの特徴:

条件が真である限り 実行を続ける
カウンタ変数の手動管理 が必要
各反復前に条件を確認
条件が偽にならない場合 無限ループのリスクがある

// Basic counting example
let i = 0;
while (i < 10) {
  console.log(`While count: ${i}`);
  i++; // Don't forget to increment!
}

// More practical example: processing user input
let userInput = "";
let attempts = 0;
const maxAttempts = 3;

while (userInput !== "quit" && attempts < maxAttempts) {
  userInput = prompt(`Enter 'quit' to exit (attempt ${attempts + 1}):`);
  attempts++;
}

if (attempts >= maxAttempts) {
  console.log("Maximum attempts reached!");
}

これらの例の理解:

カウンタ変数 i を手動で管理 ループ内で
カウンタを増分 無限ループを防ぐため
実用的な使用例を示す ユーザー入力と試行制限
安全メカニズムを含む 無限実行を防ぐ

モダンなループの代替

JavaScriptには、コードをより読みやすく、エラーを減らすモダンなループ構文があります。

For...ofループ (ES6+):

const colors = ["red", "green", "blue", "yellow"];

// Modern approach - cleaner and safer
for (const color of colors) {
  console.log(`Color: ${color}`);
}

// Compare with traditional for loop
for (let i = 0; i < colors.length; i++) {
  console.log(`Color: ${colors[i]}`);
}

For...ofの主な利点:

インデックス管理を排除 オフバイワンエラーを防ぐ
配列要素に直接アクセス
コードの可読性を向上 構文の複雑さを軽減

forEachメソッド:

const prices = [9.99, 15.50, 22.75, 8.25];

// Using forEach for functional programming style
prices.forEach((price, index) => {
  console.log(`Item ${index + 1}: $${price.toFixed(2)}`);
});

// forEach with arrow functions for simple operations
prices.forEach(price => console.log(`Price: $${price}`));

forEachについて知っておくべきこと:

各配列要素に対して関数を実行
要素の値とインデックスをパラメータとして提供
途中で停止できない (従来のループとは異なる)
undefinedを返却 (新しい配列は作成されない)

✅ なぜforループを選ぶのか、またはwhileループを選ぶのか？17K人の視聴者がStackOverflowで同じ質問をしました。一部の意見はこちらで興味深いかもしれません。

ループと配列

配列とループを組み合わせることで、強力なデータ処理能力が生まれます。この組み合わせは、リストの表示から統計の計算まで、多くのプログラミングタスクの基盤となります。

従来の配列処理:

const iceCreamFlavors = ["Chocolate", "Strawberry", "Vanilla", "Pistachio", "Rocky Road"];

// Classic for loop approach
for (let i = 0; i < iceCreamFlavors.length; i++) {
  console.log(`Flavor ${i + 1}: ${iceCreamFlavors[i]}`);
}

// Modern for...of approach
for (const flavor of iceCreamFlavors) {
  console.log(`Available flavor: ${flavor}`);
}

各アプローチの理解:

配列の長さプロパティを使用 ループの境界を決定
従来のforループでインデックスを使用して要素にアクセス
for...ofループで直接要素にアクセス
各配列要素を正確に1回処理

実用的なデータ処理例:

const studentGrades = [85, 92, 78, 96, 88, 73, 89];
let total = 0;
let highestGrade = studentGrades[0];
let lowestGrade = studentGrades[0];

// Process all grades with a single loop
for (let i = 0; i < studentGrades.length; i++) {
  const grade = studentGrades[i];
  total += grade;
  
  if (grade > highestGrade) {
    highestGrade = grade;
  }
  
  if (grade < lowestGrade) {
    lowestGrade = grade;
  }
}

const average = total / studentGrades.length;
console.log(`Average: ${average.toFixed(1)}`);
console.log(`Highest: ${highestGrade}`);
console.log(`Lowest: ${lowestGrade}`);

このコードの動作:

追跡変数を初期化 合計と極値のため
効率的なループで各成績を処理
平均計算のために合計を蓄積
反復中に最高値と最低値を追跡
ループ完了後に最終統計を計算

✅ 自分で作成した配列をブラウザのコンソールでループしてみましょう。

GitHub Copilot Agent Challenge 🚀

Agentモードを使用して以下のチャレンジを完了してください:

説明: 配列とループを組み合わせてデータセットを分析し、有意義な洞察を生成する包括的なデータ処理関数を作成してください。

プロンプト: analyzeGrades という関数を作成し、学生の成績オブジェクトの配列 (各オブジェクトには名前とスコアプロパティが含まれる) を受け取り、最高スコア、最低スコア、平均スコア、合格者数 (スコア >= 70)、平均スコア以上のスコアを持つ学生の名前の配列を含む統計を返すオブジェクトを生成します。解決策には少なくとも2種類のループを使用してください。

Agentモードについて詳しくはこちら。

🚀 チャレンジ

JavaScriptは特定のタスクに従来のループを置き換えることができるモダンな配列メソッドを提供しています。forEach、for-of、map、filter、reduce を探ってみてください。

あなたのチャレンジ: 学生の成績例を少なくとも3つの異なる配列メソッドを使用してリファクタリングしてください。モダンなJavaScript構文を使用することで、コードがどれだけクリーンで読みやすくなるかに注目してください。

講義後のクイズ

復習と自己学習

JavaScriptの配列にはデータ操作に非常に便利な多くのメソッドがあります。これらのメソッドについて読むとともに、配列を作成していくつかのメソッド (例えばpush, pop, slice, splice) を試してみてください。

課題

配列をループする

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