はじめに

こんにちは。
順次、分岐、反復。プログラミングの3種の神器の一つの反復を実現してくれるwhileにはきょうだい？のdowhileがあります。しかし、使い道が分からないままになっていませんか？(そもそもforしか使っていないとか？)
今回はdowhileの使い道を紹介したいと思います。

dowhileとは

一応、知識を整理するためにまとめます

while

whileはまず( )の中の条件式を比較し、結果が真の場合は{ }の中の処理をします
次に( )の中の条件式を比較し...というのを繰り返します
そのため、条件式によっては処理が一回もされません

while (/* 条件式 */) {
    /* 条件が真のときに行う処理 */
}

dowhile

dowhileはまず{ }の中の処理をし、次に( )の中の条件式を比較します
その結果が真の場合はまた{ }の中の処理をし...というのを繰り返します
そのため、条件式にかかわらず、必ず一回は処理がされます

またwhileと違い、( )の後ろに「;」が必要です

do {
    /* 条件が真のときに行う処理 */
} while (/* 条件式 */);

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int i = 0;

    // while_A
    while (i < 3) {
        printf("while_A_%d, ", i);
        i ++;
    }
    // >> while_A_0, while_A_1, while_A_2

    // while_B
    while (i < 3) {
        printf("while_B");
        i ++;
    }
    // >> (何も出力されない)

    i = 0;

    // dowhile_A
    do {
        printf("dowhile_A_%d, ", i);
        i ++;
    } while (i < 3);
    // >> dowhile_A_0, dowhile_A_1, dowhile_A_2

    // dowhile_B
    do {
        printf("dowhile_B");
        i ++;
    } while (i < 3);
    // >> dowhile_B

    return 0;
}

dowhileの使い道

一回は処理がされる特徴を活用できる例を紹介します

ユーザからの入力を検証する場合

whileで書いた場合

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int inputedNum;    

    system("cls");
    printf("あなたの誕生月を入力してください");
    scanf("%d", &inputedNum);
    while (inputedNum < 0 || inputedNum > 12) {
        system("cls");
        printf("あなたの誕生月を入力してください");
        scanf("%d", &inputedNum);
    }

    // ...

    return 0;
}

間違いではないですが、system("cls"); ~ scanf("%d", &inputedNum);が重複しているのが気になります。今回は重複しているコードが少ないですが、もっと多くなると見にくくなります。

また、int inputedNum = 0;など、わざとwhileの条件式の結果が真になるようにしてもいいですが、プログラムの意味合いから考えるといまいちです。今回は「ユーザの入力を検証して、誕生月でない場合はもう一度入力を要求する」という意味合いのコードを書きたいからです。

dowhileで書いた場合

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int inputedNum;    
    do {
        system("cls");
        printf("あなたの年齢を入力してください");
        scanf("%d", &inputedNum);
    } while (inputedNum < 0 || inputedNum > 12);

    // ...

    return 0;
}

whileで書いた場合の問題を解決できています

一つの#defineに複数の行を定義したい場合

(#defineの詳細な解説は省略します)
これはwhileとの比較ではなく、dowhileだからこそできることです

ここでは引数に渡された2つの値を入れ替えるアルゴリズムであるSWAPをマクロで定義するとします

dowhileを使わない場合

#define SWAP(x, y) \
tmp = x; \
x = y; \
y = tmp;

もしこれをifの中で呼び出すと

int main (void) {
    int x = 2, y = 3, z = 1;

    if (z)
        SWAP (x, y);

    return 0;
}

は

int main (void) {
    int x = 2, y = 3, z = 1;

    if (z)
        tmp = x;
    x = y;
    y = tmp;

    return 0;
}

と解釈されるため、エラーやバグになります。

dowhileを使う場合

dowhileはdo {/* 複数の文 */} while (0);とすることで一つのブロックとなります
また条件式を0とすることで{ }の中を一回だけ処理をさせることができます

#define SWAP(x, y) \
do { \
    tmp = x; \
    x = y; \
    y = tmp; \
} while (0)

もしこれをifの中で呼び出しても

int main (void) {
    int x = 2, y = 3, z = 1;

    if (z)
        SWAP (x, y);

    return 0;
}

は

int main (void) {
    int x = 2, y = 3, z = 1;

    if (z)
        do {
            tmp = x;
            x = y;
            y = tmp;
        } while (0);

    return 0;
}

と解釈され、正常に動きます。(引数が2回解釈されているため完璧なコードではありませんが、ここではdowhileの使い道を紹介したいので詳細な説明は割愛します)

さいごに

いかがでしたでしょうか？
少しでも参考に、そして使うきっかけになれば幸いです。

間違いや分かりにくいところがありましたら、遠慮なくコメントしてください。ただし筆者はCの上級者ではないので、その点はご容赦ください。

Cのdowhileの使い道