1. はじめに

エンジニアとして3年が経過しようとしている中、技術を使ってより高度な問題解決をしていくためには、フレームワークや言語に依存しない基礎となる知識が必要だと感じたため、CSを勉強し直しています。
その学習内容を備忘録として発信します。
今回は変数についてです。

2. 話の進め方

プログラミングにおいて「変数」は非常に重要な概念です。本記事では、変数とは何かを理解し、それがなぜ必要なのか、どのように使うのかを詳しく解説していきます。
プログラムがデータを扱う際、変数の使い方次第でコードの品質が大きく変わることがあります。システムの保守性や可読性を向上させるためにも、変数の基本をしっかりと押さえておくことが必要です。
まず、「変数とは何か」について説明し、その後「なぜ必要なのか」「どのように使うのか」という順番で解説を進めます。
尚、サンプルのコードには「Ruby」を使用します。

3. 変数とは

変数とは、コンピュータが演算に使用するデータを格納するための名前付きの領域です。プログラム内でデータを扱う際に、変数を利用することで、コードの可読性やメンテナンス性を向上させることができます。

4. 変数はなぜ必要か

変数を使用することで、以下のような利点があります。

コードの可読性向上

変数名を適切に設定することで、どのようなデータを扱っているのかを直感的に理解しやすくなります。
たとえば、x = 10 というコードよりも、score = 10 の方が、変数の意味が明確になります。

コードのメンテナンス性向上

変数を使用すると、同じ値を複数の場所で利用する際に、一括で管理できます。
たとえば、特定の税率をプログラム内で何度も使用する場合、変数を使わずに直接数値を書いてしまうと、変更が必要になった際に全ての該当箇所を修正しなければなりません。
変数を使うことで、一か所の修正で済むため、バグの発生を防ぎやすくなります。

# 変数を使わない場合（修正が面倒）
price1 = 1000 * 1.10  # 10%の税率
price2 = 2000 * 1.10
price3 = 3000 * 1.10

puts("商品1の税込価格: #{price1}円")
puts("商品2の税込価格: #{price2}円")
puts("商品3の税込価格: #{price3}円")

# 変数を使う場合（修正が容易）
tax_rate = 1.10  # 消費税率10%

def calculate_price(price, tax_rate)
  return price * tax_rate
end

price1 = calculate_price(1000)
price2 = calculate_price(2000)
price3 = calculate_price(3000)

puts("商品1の税込価格: #{price1}円")
puts("商品2の税込価格: #{price2}円")
puts("商品3の税込価格: #{price3}円")

変数 tax_rate を変更するだけで、すべての計算に影響を与えるため、メンテナンスが容易になります。
また、関数 calculate_price() を用いることで、コードの再利用性が向上し、よりシンプルで分かりやすいプログラムになります。

5. どうやって使うか

変数を使うためには、以下の手順を踏みます。

変数を宣言する

プログラミング言語によっては、変数を使う前に宣言が必要です。以下の例はRubyです。

score = 10  # 変数scoreに10を代入

変数を使用する

変数を使用するときは、主に宣言した変数を関数に渡して任意の処理を実行するようにして使用します。

product_price = 1000
tax_rate = 0.10

def calculate(price, tax_rate)
  return price * tax_rate
end

calculate(product_price, tax_rate)

実際に関数において変数を使用する際には、幾つかのパターンがあります。（値渡し、参照渡し、参照の値渡し）
これについては別途こちらの記事で解説します。

6. まとめ

変数は、プログラム内でデータを管理するために不可欠な要素です。適切な変数の使用によって、コードの可読性やメンテナンス性が向上し、システムの品質も向上します。
本記事では、「変数とは何か」から始まり、「なぜ必要なのか」「どのように使うのか」について詳しく解説しました。これを踏まえ、実際のプログラムで変数を適切に活用していきましょう。