プログラミングの基礎｜値の流れと処理の境界を追う

この分野で身に付けること

• 変数、引数、戻り値の値の流れを説明できる。
• 配列やキューの添字と有効範囲を追える。
• 再帰で、進む段階と戻る段階の両方を表せる。

1. 変数は、代入した時点で値が変わる

変数名は箱の名前のようなもので、代入文が実行されるとその箱の中身が変わります。右辺は先に現在の値で計算され、その結果が左辺へ入ると考えます。a = a + 1 のような文を数学の等式と同じに読まず、更新として扱うことが大切です。

関数を読むときは、呼出し側の変数、関数の引数、関数内のローカル変数、戻り値を別の列に書きます。同じ名前が出ても、どの範囲で使える値かを確認してください。問題の仕様が参照渡しか値渡しかを示していれば、その規則に従います。

2. 繰返しは、開始・継続・更新を確認する

forやwhileでは、初期値、継続条件、更新式の三つを並べて読みます。添字がどこまで進むか、最後の要素を含むか、条件が偽になるのはいつかを表にします。内側の繰返しが外側の変数に依存する場合は、外側の一回ごとに内側の範囲を書き直します。

条件の中で配列の範囲外を参照しないかも確認します。実務のコードでは入力が空の場合なども考えますが、試験問題では明示された前提を守ることが優先です。前提を超えた動作を想像しすぎず、指定された値だけでトレースします。

3. 再帰は、止まる条件と戻り値を一組で見る

再帰関数は自分自身を呼び出しますが、必ず終了条件と、終了条件へ近付く引数の変化があります。まず呼び出しがどこまで進むかを矢印で書き、終了条件に達した値を決めます。その後、戻り値が呼出し元へどう足されるか、掛けられるかを逆向きに追います。

スタックの細かい実装を知らなくても、呼出しごとに引数と戻り値を一行ずつ書けば読めます。元の変数が一つだけだと思い込まず、各呼出しに別の引数の値があることを意識します。

用語・考え方の比較

例：各桁の和を再帰で求める

digitSum(729) が、十進表記の各桁の和を返す関数だとします。

1. 729は、9 + digitSum(72)に分けられる。
2. 72は、2 + digitSum(7)、7は、7 + digitSum(0)に分けられる。
3. digitSum(0)から戻ると、7、9、18の順に戻り値ができる。

ここで確認：進む段階だけで終わらず、戻り値を使う段階まで追うことが再帰の要点です。

確認してから、演習へ進む

間違えやすいポイント

• 代入の左辺と右辺を同時に新しい値として扱わない。
• 配列の有効な添字と、要素数を同じものとしない。
• 再帰で終了条件だけを見て、戻り値の計算を省略しない。

自分で確かめる三つの手順

1. 変数ごとに列を作り、代入文一つごとに値を書く。
2. 関数呼出しごとに、引数と戻り値を別行にする。
3. キューではheadとtailが何を指すかを問題文の定義から書く。