Java Silver SE17試験対策｜第3章：演算子と制御構文

Java Silver SE17を勉強している アオイです。

第3章「演算子と制御構文」について、理解に苦労した部分も多かったのですが、理解した内容をまとめています。

演算子や制御構文はプログラムの基礎でありながら細かいルールや誤りやすいポイントも多いので、しっかり押さえておきたいところ。

合格まで一緒に頑張りましょう！

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演算子

Javaの演算子はプログラムを書く上で必須の要素ですよね。

主に算術演算子（+, -, *, /, %）、比較演算子（==, !=, >, <, >=, <=）、論理演算子（&&, ||, !）の3種類がよく使われます。

複数の演算子がある式では「演算子の優先順位」と「結合規則」に従って計算されます。

演算子の優先順位（高 → 低）

優先順位	演算子	内容
1	()	括弧（グループ化）
2	[], .	配列アクセス、メンバアクセス
3	++（後置）, --（後置）	後置インクリメント、デクリメント
4	++（前置）, --（前置）, +（正号）, -（負号）, !, ~	単項演算子（前置インクリメント等、論理否定、ビット否定）
5	*, /, %	乗算、除算、剰余
6	+, -	加算、減算
7	<<, >>, >>>	ビットシフト演算子
8	<, <=, >, >=, instanceof	関係演算子（大小比較、型チェック）
9	==, !=	等価演算子、非等価演算子
10	&	ビットAND
11	^	ビットXOR
12	`	`
13	&&	論理AND
14	`
15	?:	三項演算子
16	=, +=, -=, *=, /=, %= 等	代入演算子、複合代入演算子

• 優先順位が高い演算子が先に実行され、同じ優先順位の演算子が並んでいる場合は「結合規則」（左から右、あるいは右から左）に従う
• 例えば、10 + 5 * 4 は掛け算(*)が加算(+)より優先されるため、5 * 4が先に計算され、結果は30となる
• 括弧()は最も優先されるので、(10 + 5) * 4のように括弧内の計算が先に行われる

さらに型変換にも注意が必要です。

• 演算子の左右の型が異なる場合、小さい方から大きい方へ自動的に変換される
• ただし、boolean型は演算に使えず、使うと必ずコンパイルエラーになる

例：

int a = 10, b = 3;
int result = 10 + 5 * 4;  // 30
int result2 = (10 + 5) * 4; // 60
boolean flag = (a > b) && (b > 0); // true

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分岐文

プログラムの流れを条件で分けるための文がif文です。基本はif、条件が複数ある場合にはif-else、elseで場合分けします。

• 条件式は必ずboolean型にすること、boolean以外の型を条件にするとコンパイルエラー
• 条件がtrueの場合に中括弧 {}内の処理が実行される

例：

int score = 85;
if(score >= 90) {
    System.out.println("優秀");
} else if(score >= 70) {
    System.out.println("合格");
} else {
    System.out.println("不合格");
}

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繰り返し文

同じ処理を繰り返すときに使うのがfor文、while文、do-while文です。

• for文は繰り返す回数が決まっている場合に利用する
• while文は条件がtrueの間繰り返し処理を続け、ループ前に条件を判定する
• do-while文は少なくとも一回は処理を実行し、そのあとに条件を判定するため、必ず一回はループ本体が実行される。

例：

for(int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

int j = 0;
while(j < 5) {
    System.out.println(j);
    j++;
}

int k = 0;
do {
    System.out.println(k);
    k++;
} while(k < 5);

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break, continueを使用した制御

• breakはループやswitch処理を途中で抜け出す際に使います。
• continueはループの現在の反復処理をスキップして、次の繰り返しに進みます。

例：

for(int i = 0; i < 10; i++) {
    if(i == 5) break;   // iが5のときループを抜ける
    if(i % 2 == 0) continue; // 偶数はスキップ
    System.out.println(i);    // 奇数のみ表示
}

【抑えておくべきポイント】breakやcontinueはループの流れを大きく変えるので意図を明確にしないとバグのもと。

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switch文とswitch式

従来のswitch文

• caseで処理を分け、case最後にbreakを置いて処理を中断させる。breakを書かないと次のcaseへ処理が続く「フォールスルー」が起こるので注意が必要。
• defaultはすべてのcaseに該当しない場合の処理で省略可能。
• 試験ではよくbreak忘れによる意図しないフォールスルーが問われるので要注意。

例：

int day = 3;
switch(day) {
    case 1:
        System.out.println("Monday");
    case 2:
        System.out.println("Tuesday");
    case 3:
        System.out.println("Wednesday");
    default:
        System.out.println("Error");
}

day = 3の場合、Wednesdayの後にErrorも出力されます。

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Java SE17のswitch式

• switch式は値を返す式として使い、変数に代入可能。
• caseは矢印（->）やyieldで値を返す。
• フォールスルー効果はなく、breakも不要。
• すべてのcaseを網羅しないとコンパイルエラーになるため、必ずdefaultを含めるか全ケースをカバーしなければならない。
• 複数値をカンマ区切りで一つのcaseにまとめることができる。

例：

int day = 3;
String dayName = switch(day) {
    case 1 -> "Monday";
    case 2 -> "Tuesday";
    case 3, 4, 5 -> "Weekday";
    case 6, 7 -> "Weekend";
    default -> "Unknown";
};
System.out.println(dayName); // Weekday

yieldを使う例：

int day = 8;
String message = switch(day) {
    case 1: yield "Monday";
    case 2: yield "Tuesday";
    default: yield "Invalid day";
};
System.out.println(message); // Invalid day

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switch文とswitch式の網羅要件について

• switch文は全caseを網羅しなくてもよい。defaultがあれば不足分はそこが処理する。なくても実行エラーにはならない。
• switch式は全caseを網羅しなければならず、defaultが必須か全値網羅が必要。不足するとコンパイルエラーになる。

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まとめ

演算子の優先順位や型変換、条件式のboolean型のルール、switch文のbreak忘れ、switch式の網羅ルールなどは試験に頻出の重要ポイントです。

ここをしっかり理解してコンパイルエラーになるなどの挙動や、ルール・構文を丁寧に押さえて合格を目指します！

みなさんも焦らず一つずつ確実に理解を深めていきましょう！