ネストされたforループで1から9までの数の4乗までを出力するCプログラム

ネストされたループとは

ネストされたループ(入れ子構造のループ)とは、あるループの中に別のループが配置された構造のことを指します。外側のループが1回実行されるたびに、内側のループはその反復範囲全体を実行します。

ネストされたforループの基本構造は以下の通りです。

for (初期化; 条件式; 更新処理){
    for (初期化; 条件式; 更新処理){
        文;
    }
    文;
}

プログラム例

以下は、ネストされたforループを使用して、1から9までの各数値の1乗から4乗までを表形式で出力するCプログラムです。

#include <stdio.h>
void main(){
    int i, j, k, temp, I = 1;
    printf("I\tI^2\tI^3\tI^4 \n");
    printf("--------------------------------\n");
    for (i = 1; i < 10; i++) /* 外側のループ */{
        for (j = 1; j < 5; j++) /* 第1階層のネスト */{
            temp = 1;
            for (k = 0; k < j; k++)
                temp = temp * I;
            printf("%d\t", temp);
        }
        printf("\n");
        I++;
    }
}

プログラムの仕組み

このプログラムでは、3重のループ構造が使用されています。

外側のループ(i):出力する数値(1〜9)を管理します。変数 I が現在の基数を保持し、1回の反復が終わるごとにインクリメントされます。

第1階層のネスト(j):べき乗の指数(1〜4)を制御します。各行に出力する項目数を決定します。

第2階層のネスト(k):実際のべき乗計算を行います。変数 temp を1で初期化し、基数 I を j 回乗算することで、I の j 乗を求めます。

実行結果

上記のプログラムを実行すると、以下の出力が得られます。

I     I^2   I^3   I^4
-----------------------
1     1     1     1
2     4     8     16
3     9     27    81
4     16    64    256
5     25    125   625
6     36    216   1296
7     49    343   2401
8     64    512   4096
9     81    729   6561

まとめ

このプログラムは、ネストされたループの基本的な動作を理解するのに適した例です。外側のループが1回回るごとに、内側のループが完全に実行されるという入れ子構造の特性を活かし、べき乗の計算と表形式の出力を効率的に実現しています。ループの階層構造と各変数の役割を理解することで、より複雑な反復処理にも応用できるでしょう。