論理演算子による複合条件の判定
ifでは常に１つの条件しか判定できません。複雑な条件を調べるには、２つの条件式を１つにまとめる必要があります。
ifで２つの条件を調べる
ここまでの段階では、入力された値が０以上かどうかしか調べていません。１桁の整数に限定するには、さらに『９以下かどうか』も調べる必要があります。そこで、リスト3のように２段階の構造を作ってみました。
if (num >= 0)として変数numの値が０以上だったら、続けてif (num <= 9)として変数numの値が９以下であるか調べます。この式が真だったら、numの値は『０以上９以下』ということになるので、計算結果を表示します。
if (num <= 9)が偽だったら、numの値は「０以上ではあるけれど、さらに10以上である」ことになるので、「９以下の数字を入力してください」というメッセージを表示します。
if (num >= 0)が偽の場合はnumが０未満なので、「０以上の数字を入力してください」というメッセージを表示します。
このように、ifの中にifを重ねる入れ子構造が作れます。これによって、複雑な条件判定と分岐の構造が実現できます。
リスト3：入力された値が０～９でなければメッセージを表示するプログラム（標準的なCのソース）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int num;
printf("Input number : ");
scanf("%d", &num);
if (num >= 0) { ------------ numの値が0以上のとき以下を実行
if (num <= 9) { ---------- さらに9以下のときに以下を実行
printf("%d * 10 = %d\n", num, num * 10);
return (0);
} else { ----------------- 9より大きければ以下を実行
printf("9以下の数字を入力してください。\n");
return (-1);
}
} else { ------------------- 0より小さければ以下を実行
printf("0以上の数字を入力してください。\n");
return (-1);
}
}
２つの条件の関係を調べる
ifの入れ子は確かに複雑な条件を判定できますが、ソースが複雑になって読み取るのが難しくなります。ここで設定している『numの値が０以上９以下』のような条件は、２つの条件式
num >= 0 と num <= 9
とを連続して調べれば、ソースはもっと単純になります。２つの条件式を連続して調べるには、条件式を論理演算子で結びます。論理演算子は左辺と右辺に論理値（真または偽）を返す式を置き、それぞれの関係を判定して真または偽を返す演算子で、関係演算子とも呼ばれます。表2を参照してください。
これを用いれば、『numの値が０以上９以下』という条件は次のように記述できます。
if ((num >= 0) && (num <= 9))
(a) (b)
表2:論理演算子の種類と機能
| 演算子 |
機能 |
| && |
左辺式と右辺式が共に真のとき真を返す～AND（論理積） |
| || |
左辺式と右辺式のどちらか一方（または両方）が真のとき真を返す～OR（論理和） |
| ! |
続く式の反対（式が真なら偽、偽なら真）を返す～NOT（否定） |
ソースを書き直す
&&は論理積と呼ばれ、左辺式と右辺式の両方が真のとき、式全体が真となる演算子です。日本語では「～かつ～」と表現される関係です。||はどちらか一方または両方が真のときに真を、両方が偽の場合は偽を返します。日本語では「～または～」と表現される関係です。
!は上の２つとは違って１つの式（または値）の前に付けられ、その評価を否定（反転）します。式が真または偽の論理値を返す場合は、その反対（真なら偽、偽なら真）を返します。式が論理値でない場合は、その値以外のすべてが真となります。
先にTRUEという記号定数を定義するため、値が０のFALSEを否定する形で、以下のような記述を紹介しました。
#define TRUE !0
これは、先にFALSEを０と定義していれば、以下のようにしても同じです。
#define FALSE 0
#define TRUE !FALSE
上の式では条件式(a)と条件式(b)とを&&で結んでいるため、２つの式が共に真──numの値が０以上(a)でありなおかつnumの値が９以下である──場合に真となります。論理演算子を使って書き直すと、ソースはリスト4のようになります。
リスト4：論理演算子を使って条件式をシンプルにした（標準的なCのソース）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int num;
printf("Input number : ");
scanf("%d", &num);
if ((num >= 0) && (num <= 9)) { ---- numが0～9なら以下を実行
printf("%d * 10 = %d\n", num, num * 10);
return (0);
} else { ----------------- そうでなければ以下を実行
printf("0～9までの数字を入力してください。\n");
return (-1);
}
}
あとがき
hiropの『ちょっと気になる専門用語』～《式》
今回紹介したifでは、変数の値がある値より大きいか、または小さいかなどを調べるために『条件式』を用いました。
一般の感覚では、式とは
10 × 100
のような計算式や
10 × 100 = 1000
のように計算式とその答を等号(=)で結んだもの（計算の解答）を思い浮かべます。が、プログラミングでは、値を返す命令はすべて『式』と呼ばれます。従って、
getchar(c);
のような関数の呼び出しも式です。また、広義には値を返さない（void型の）関数の呼び出しも式と呼びます。
算術演算子を使った、
num * 100
のような記述はもちろん式ですが、今回紹介した比較演算子による値の比較も「真または偽」を返す式となります。さらに
10 * 100
のようにわざわざ計算しなくても結果が分かっている式も、結果が０以外なら真、結果が０なら偽──という形で判定される論理式です。
また、
ans = num * 100;
という具合に、計算式の結果を変数に代入する式の場合、代入後の変数の値が０以外なら真、０なら偽と判定される論理式になります。
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