Pythonインタラクティブガイド - ステップ2 制御フロー (1) - 条件分岐 (1): if文

前回までは「ステップ1 基本的な文法とデータ型」としてデータ型やその操作について学びました。
今回からは「ステップ2 制御フロー」として、プログラムの流れをコントロールする方法について学んでいきます。

ステップ2 制御フロー

プログラムは通常、上から下へ順番に実行されます。
しかし実際のアプリケーションでは、特定の条件が満たされたときだけ実行したい処理や、繰り返し実行したい処理があります。
こうした「プログラムの流れ」をコントロールする仕組みのことを制御フローと呼びます。

2.1. 条件分岐

条件分岐は、特定の条件が満たされた場合にのみ、特定の処理を実行するための制御フローです。

2.1.1. if文

if文は、指定した条件がTrueの場合にのみ、ブロック内の処理を実行します。

• 条件式 (上記のage >= 18) がTrueと評価された場合のみ、
  インデント（字下げ）されたブロック (上記のprint("成人です")) が実行されます
• 条件式がFalseと評価された場合は、そのブロックはスキップされます

flowchart TD
    START[開始] --> IF{"if age >= 18"}

    %% IFからの矢印
    IF -->|False| NEXT[次の処理へ]
    IF -->|True| IF_BLK["ifブロック処理\n(print('成人です'))"]

    IF_BLK --> NEXT
    
    linkStyle 1 stroke:red,stroke-width:2px;
    linkStyle 2 stroke:green,stroke-width:2px;

2.1.2. if-else文

else句を使うと、条件が満たされなかった場合に実行する処理を指定できます。

• 条件式がTrueの場合はifブロックが実行され、Falseの場合はelseブロックが実行されます
• ifかelseのどちらかが必ず実行されます

flowchart TD
    START[開始] --> IF{"if age >= 18"}

    %% IFからの矢印
    IF -->|False| ELSE{"else"}
    IF -->|True| IF_BLK["ifブロック処理\n(print('成人です'))"]

    %% ELSEからの矢印
    ELSE --> ELSE_BLK["elseブロック処理\n(print('未成年です'))"]


    ELSE_BLK --> NEXT[次の処理へ]
    IF_BLK --> NEXT
    
    linkStyle 1 stroke:red,stroke-width:2px;
    linkStyle 2 stroke:green,stroke-width:2px;
    linkStyle 3 stroke:green,stroke-width:2px;

2.1.3. if-elif-else文

複数の条件を順番にチェックしたい場合は、elif（else ifの略）を使用します。

• 条件は上から順に評価され、最初にTrueとなった条件のブロックだけが実行されます
• 複数の条件がTrueになっても、最初のTrueの条件だけが採用されます
• すべての条件がFalseの場合のみ、elseブロックが実行されます
• else句はなくても構いません（その場合、すべての条件がFalseなら何も実行されません）

flowchart TD
    START[開始] --> IF{"if <条件>"}

    %% IFからの矢印
    IF -->|False| ELIF{"elif <条件>"}
    IF -->|True| IF_BLK["ifブロック処理"]
  
    %% ELIFからの矢印
    ELIF -->|False| ELIF2{"elif <条件2>"}
    ELIF -->|True| ELIF_BLK["elifブロック処理"]

    %% ELIF2からの矢印
    ELIF2 -->|False| ELSE{else}
    ELIF2 -->|True| ELIF2_BLK["elifブロック(2)処理"]

    %% ELSEからの矢印
    ELSE --> ELSE_BLK["elseブロック処理"]

    %% 「次の処理へ」への矢印
    ELSE_BLK --> NEXT[次の処理へ]
    ELIF2_BLK --> NEXT
    ELIF_BLK --> NEXT
    IF_BLK --> NEXT

    %% 矢印の色指定
    linkStyle 1 stroke:red,stroke-width:2px
    linkStyle 2 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 3 stroke:red,stroke-width:2px
    linkStyle 4 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 5 stroke:red,stroke-width:2px
    linkStyle 6 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 7 stroke:green,stroke-width:2px

2.1.4. 入れ子の条件分岐

条件分岐の中に別の条件分岐を入れ子（ネスト）にすることができます。

• 内側の条件分岐は、外側の条件がTrueの場合のみ評価されます
• 各レベルのインデントが正しく設定されていることが重要です

flowchart TD
    START[開始] --> IF{"if age >= 18"}
    
    %% 外側のif文
    IF -->|False| ELSE{"else"}
    IF -->|True| IF_BLK["ifブロック処理\n(print('成人です'))"]

    ELSE --> ELSE_OUTER["elseブロック処理\n(print('未成年は入場できません'))"]
    
    %% 内側のif文
    IF_BLK --> INNER_IF{"if has_id"}
    INNER_IF -->|False| ELSE_INNER{"else"}
    INNER_IF -->|True| INNER_TRUE["内部ifブロック処理\n(print('IDを確認しました。入場できます'))"]

    ELSE_INNER --> INNER_FALSE["内部elseブロック処理\n(print('IDがありません。入場できません'))"]
    
    %% 次の処理へ
    ELSE_OUTER --> NEXT[次の処理へ]
    INNER_FALSE --> NEXT
    INNER_TRUE --> NEXT
    
    %% 矢印の色指定
    linkStyle 1 stroke:red,stroke-width:2px
    linkStyle 2 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 3 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 5 stroke:red,stroke-width:2px
    linkStyle 6 stroke:green,stroke-width:2px
    linkStyle 7 stroke:green,stroke-width:2px