1. なぜ条件分岐が重要か
Lisp で関数を定義できるようになった今、次の必要が生まれる。
| 必要性 | 例 |
|---|---|
| 状態に応じて処理を切り替えたい | 点数 → 評価判定 |
| データに応じて手続きを変更したい | 数値/文字列/リストで処理を変える |
| 意味構造に基づいて分類したい | 文体分類・タグ付け・感情分類 |
条件分岐は「手続きの切替」ではなく「意味の切替」を設計する思考である
2. if ― 二者択一の基本構文
2-1. if の構文
(if 条件式
真の場合の式
偽の場合の式)
2-2. Common Lisp の真偽判定
| 値 | 判定 |
|---|---|
nil または '()
|
偽（false） |
| それ以外の全て | 真（true） |
;; nil は偽
(if nil "真" "偽")
;; → "偽"
;; 0 も真（注意！）
(if 0 "真" "偽")
;; → "真"
;; 空文字列も真
(if "" "真" "偽")
;; → "真"
2-3. if の基本例
(defun positive-or-negative (x)
(if (> x 0)
'positive
'negative))
(positive-or-negative 4)
;; → POSITIVE
(positive-or-negative -3)
;; → NEGATIVE
2-4. else を省略
偽の場合の式は省略できる（その場合 nil が返る）。
(let ((lst '(1 2 3)))
(if lst
(format t "リストは空ではない~%")))
;; リストは空ではない
;; → NIL
2-5. ネストした if
(defun classify-number (x)
(if (> x 0)
"正の数"
(if (< x 0)
"負の数"
"ゼロ")))
(classify-number 5) ;; → "正の数"
(classify-number -3) ;; → "負の数"
(classify-number 0) ;; → "ゼロ"
2-6. progn で複数式を実行
if の then/else には1つの式しか書けない。複数の処理を行いたい場合は progn を使う。
(let ((score 85))
(if (>= score 80)
(progn
(format t "合格！~%")
(format t "あなたの点数は ~A 点です~%" score))
(format t "不合格です~%")))
;; 合格！
;; あなたの点数は 85 点です
progn とは：
progn は複数の式を順番に実行し、最後の式の値を返す特殊形式である。
(progn
(format t "処理A~%")
(format t "処理B~%")
100)
;; 処理A
;; 処理B
;; → 100
2-7. if の使用原則
- 真と偽の2択 に限定する
- 分岐が3つ以上の場合は
condへ移行
3. cond ― 複数条件の振り分け
3-1. cond の構文
(cond
(条件式1 結果1)
(条件式2 結果2)
...
(t デフォルト))
動作：
- 上から順に条件を評価する
- 真になった節だけ実行
- その節の最後の値が戻り値
- どれもマッチしないと
NIL（通常はtを最後に書く）
3-2. 基本例
(defun sign-of (x)
(cond
((> x 0) "正の数")
((< x 0) "負の数")
(t "ゼロ")))
(sign-of 5) ;; → "正の数"
(sign-of -3) ;; → "負の数"
(sign-of 0) ;; → "ゼロ"
t は「どの条件にも当てはまらなかった場合のデフォルト」。
3-3. 点数判定
(defun grade (score)
(cond
((>= score 90) 'A)
((>= score 70) 'B)
((>= score 50) 'C)
(t 'D)))
(grade 95) ;; → A
(grade 75) ;; → B
(grade 55) ;; → C
(grade 30) ;; → D
cond は「範囲判定」を自然に書ける。if をネストするより読みやすい。
3-4. 節に複数の式を書く
cond の各節には複数の式を書ける（progn 不要）。
(defun check-list (lst)
(cond
((null lst)
(format t "リストは空です~%")
0)
(t
(format t "リストの先頭は ~A~%" (car lst))
(length lst))))
(check-list '())
;; リストは空です
;; → 0
(check-list '(a b c))
;; リストの先頭は A
;; → 3
3-5. エラー処理を含む例
(defun safe-div (a b)
(cond
((zerop b)
(format t "Error: ゼロ除算~%")
nil)
(t
(/ a b))))
(safe-div 10 2) ;; → 5
(safe-div 10 0)
;; Error: ゼロ除算
;; → NIL
cond は「条件テーブルを上から順に評価するルール辞書」
4. when / unless ― 条件が1つだけの簡潔な書き方
4-1. when の構文
(when 条件
式1
式2
...)
- 条件が 真 の場合のみ本体を実行
- 複数の式を書ける（暗黙で
prognが入る） - 最後の式の値が戻り値
- 偽なら
NILを返す
4-2. when の例
;; 正の数のときだけ処理
(let ((x 5))
(when (> x 0)
(format t "x は正の数です~%")))
;; x は正の数です
;; 複数の式を実行
(when (null '())
(format t "リストは空です~%")
(format t "初期値を設定します~%"))
;; リストは空です
;; 初期値を設定します
;; 値を返す
(let ((n 10))
(when (evenp n)
(* n 2)))
;; → 20
4-3. unless の構文
(unless 条件
式1
式2
...)
- 条件が 偽 の場合のみ本体を実行
-
whenの逆
4-4. unless の例
;; リストが空のときだけメッセージ
(defun warn-if-empty (lst)
(unless lst
(format t "リストは空です~%")))
(warn-if-empty '())
;; リストは空です
;; → NIL
(warn-if-empty '(1 2 3))
;; → NIL（何も表示されない）
;; ゼロ除算チェック
(defun safe-div-2 (a b)
(unless (zerop b)
(/ a b)))
(safe-div-2 10 2) ;; → 5
(safe-div-2 10 0) ;; → NIL
4-5. when と unless の使い分け
| 構文 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|
when |
条件が真なら実行 | 肯定的条件 |
unless |
条件が偽なら実行 | 否定的条件、ガード |
when/unless は副作用中心の処理に向く
5. case ― 値による分類
cond は任意の条件式を列挙して評価するのに対して、case は特定の式に対して値（キー）を列挙して一致（eql 比較）を行う。
case は判定対象が「単純な値」のとき最適
5-1. case の構文
(case 式
(キー1 結果1)
(キー2 結果2)
...
(t デフォルト))
- 式の値と各キーを
eqlで比較 - 最初に一致した節の本体を実行
- キーは複数書ける：
(a b c) -
t（またはotherwise）はデフォルト節
5-2. 曜日の分類
キーは、複数並べることが出来る。
(defun day-type (day)
(case day
((mon tue wed thu fri) 'weekday)
((sat sun) 'weekend)
(otherwise 'unknown)))
(day-type 'mon) ;; → WEEKDAY
(day-type 'sat) ;; → WEEKEND
(day-type 'xyz) ;; → UNKNOWN
5-3. メニュー選択
(defun menu (n)
(case n
(1 "Start")
(2 "Settings")
(3 "Exit")
(t "Invalid input")))
(menu 1) ;; → "Start"
(menu 2) ;; → "Settings"
(menu 5) ;; → "Invalid input"
5-4. 複数キー、複数式
(defun color-type (color)
(case color
((red orange yellow)
(format t "暖色です~%")
'warm)
((blue green purple)
(format t "寒色です~%")
'cool)
(t
'unknown)))
(color-type 'red)
;; 暖色です
;; → WARM
(color-type 'blue)
;; 寒色です
;; → COOL
6. 条件式で使う述語（predicate）
条件式の可読性は 述語選択 に依存する。
6-1. よく使う述語一覧
| 判定 | 使用関数 | 例 |
|---|---|---|
| 数値比較 | = < > <= >= |
(> x 10) |
| ゼロ判定 | zerop |
(zerop x) |
| 偶数/奇数 | evenp oddp |
(evenp x) |
| 正/負 | plusp minusp |
(plusp x) |
| 型判定 | numberp symbolp stringp listp |
(stringp x) |
| 空リスト | null |
(null lst) |
| 文字列比較 | string= string-equal |
(string= a b) |
| 等値判定 | eq eql equal equalp |
(equal a b) |
Common Lisp の慣例で、真偽値（T または NIL）を返す関数には末尾に p がついている。
6-2. 述語の例
;; 数値判定
(numberp 42) ;; → T
(numberp "hello") ;; → NIL
;; リスト判定
(listp '(1 2 3)) ;; → T
(null '()) ;; → T
(null '(1 2)) ;; → NIL
;; 文字列比較
(string= "hello" "hello") ;; → T
(string= "hello" "HELLO") ;; → NIL
(string-equal "hello" "HELLO") ;; → T（大文字小文字無視）
6-3. 等値判定の使い分け
| 関数 | 比較方法 | 用途 |
|---|---|---|
eq |
ポインタ比較 | シンボル |
eql |
型と値 | 数値、文字、シンボル |
equal |
構造的比較 | リスト、文字列 |
equalp |
より緩い比較 | 大文字小文字無視など |
(eq 'a 'a) ;; → T
(eql 1 1) ;; → T
(equal '(1 2) '(1 2)) ;; → T
(equalp "ABC" "abc") ;; → T
条件式は「何を判定しているか」が読んで明確であること
7. 条件分岐を使いすぎないための設計視点
7-1. 問題：ロジックの迷路化
初心者は条件式を乱立させがちになる。
;; 悪い例
(when ...)
(when ...)
(if ...)
(when ...)
(cond ...)
これは ロジックの迷路化 を引き起こす。
7-2. 原則1：判定を関数に分離する
;; 悪い例
(if (and (>= score 80) (< score 90)) 'B ...)
;; 良い例
(defun b-grade-p (s)
(and (>= s 80) (< s 90)))
(if (b-grade-p score) 'B ...)
名前をつけた瞬間、条件式は「意味」になる。
7-3. 原則2：データ駆動に寄せる
条件分岐ではなく、データ（テーブル）で振る舞いを定義する。
;; 条件分岐で書く（あまり良くない）
(defun animal-sound (animal)
(cond
((eq animal 'dog) "ワン")
((eq animal 'cat) "ニャー")
((eq animal 'cow) "モー")
(t "???")))
;; データ駆動で書く（良い）
(defparameter *animal-sounds*
'((dog . "ワン")
(cat . "ニャー")
(cow . "モー")))
(defun animal-sound (animal)
(or (cdr (assoc animal *animal-sounds*))
"???"))
8. 応用：条件分岐を高階関数で置き換える
Level 4 で学んだ高階関数を使うと、条件判定はより宣言的に書ける。
8-1. remove-if と remove-if-not
;; 偶数を除く
(remove-if #'evenp '(1 2 3 4 5))
;; → (1 3 5)
;; 偶数だけ残す
(remove-if-not #'evenp '(1 2 3 4 5))
;; → (2 4 6)
| 関数 | 意味 |
|---|---|
remove-if |
条件に一致する要素を除く |
remove-if-not |
条件に一致する要素を残す |
8-2. 条件分岐を使わない例
「奇数だけを2倍して出力」を書いてみる。
;; if を使う方法
(defun print-double-odd-v1 (lst)
(dolist (x lst)
(when (oddp x)
(format t "~a~%" (* 2 x)))))
;; 高階関数を使う方法（条件式を外部化）
(defun print-double-odd-v2 (lst)
(dolist (x (remove-if-not #'oddp lst))
(format t "~a~%" (* 2 x))))
;; テスト
(print-double-odd-v2 '(1 2 3 4 5))
;; 2
;; 6
;; 10
条件式を述語関数として外部化すると、コードの中に if を置かなくて済む
9. 条件分岐のまとめ
| 構文 | 用途 | 特徴 |
|---|---|---|
if |
2択 | 真/偽の分岐 |
cond |
複数条件 | 上から順に評価、範囲判定に強い |
when |
真のときだけ | 副作用向け、暗黙の progn |
unless |
偽のときだけ | ガード処理向け |
case |
値による分類 | eql 比較、列挙値向け |
10. 練習課題
課題1：正負ゼロの分類
引数 x が 0 のとき 'zero、正なら 'positive、負なら 'negative を返す関数を作れ。
解答：
;; cond を使う
(defun classify-sign (x)
(cond
((zerop x) 'zero)
((plusp x) 'positive)
(t 'negative)))
;; テスト
(classify-sign 5) ;; → POSITIVE
(classify-sign -3) ;; → NEGATIVE
(classify-sign 0) ;; → ZERO
課題2：空文字列の判定
文字列が空なら "empty"、そうでなければ "ok" を返す関数を作れ。
解答：
(defun check-string (s)
(if (string= s "")
"empty"
"ok"))
;; テスト
(check-string "") ;; → "empty"
(check-string "hello") ;; → "ok"
または zerop と length を使う：
(defun check-string (s)
(if (zerop (length s))
"empty"
"ok"))
課題3：case で動物分類
case を使い、猫・犬・鳥を 'animal に分類し、それ以外は 'unknown と返せ。
解答：
(defun classify-animal (x)
(case x
((cat dog bird) 'animal)
(otherwise 'unknown)))
;; テスト
(classify-animal 'cat) ;; → ANIMAL
(classify-animal 'dog) ;; → ANIMAL
(classify-animal 'bird) ;; → ANIMAL
(classify-animal 'fish) ;; → UNKNOWN
課題4：成績評価関数
点数を受け取り、以下の基準で評価を返す関数 evaluate を作れ。
- 90以上：
"優" - 70以上：
"良" - 50以上：
"可" - 50未満：
"不可"
解答：
(defun evaluate (score)
(cond
((>= score 90) "優")
((>= score 70) "良")
((>= score 50) "可")
(t "不可")))
;; テスト
(evaluate 95) ;; → "優"
(evaluate 75) ;; → "良"
(evaluate 55) ;; → "可"
(evaluate 30) ;; → "不可"
課題5：when を使ったデバッグ出力
変数 *debug* が真のときだけメッセージを表示する debug-print 関数を作れ。
解答
(defparameter *debug* t)
(defun debug-print (msg)
(when *debug*
(format t "[DEBUG] ~a~%" msg)))
;; テスト
(debug-print "処理を開始します")
;; [DEBUG] 処理を開始します
(setf *debug* nil)
(debug-print "これは表示されない")
;; → NIL（何も表示されない）
課題6：FizzBuzz
1から n までの数に対して、以下のルールで出力する関数 fizzbuzz を作れ。
- 3で割り切れる → "Fizz"
- 5で割り切れる → "Buzz"
- 両方で割り切れる → "FizzBuzz"
- それ以外 → 数値そのまま
解答：
(defun fizzbuzz (n)
(dotimes (i n)
(let ((num (1+ i)))
(format t "~a~%"
(cond
((zerop (mod num 15)) "FizzBuzz")
((zerop (mod num 3)) "Fizz")
((zerop (mod num 5)) "Buzz")
(t num))))))
;; テスト
(fizzbuzz 15)
;; 1
;; 2
;; Fizz
;; 4
;; Buzz
;; Fizz
;; 7
;; 8
;; Fizz
;; Buzz
;; 11
;; Fizz
;; 13
;; 14
;; FizzBuzz
11. まとめ
-
条件分岐は「意味を選ぶ」こと
- 動作を変えるのではなく、意味を切り替える
-
構文の使い分け
-
ifは2択限定 - 増えるなら
cond - 値の比較なら
case
-
-
when / unless は副作用中心
- 暗黙の
prognで複数式が書ける
- 暗黙の
-
条件式は述語関数で意味化する
- 名前をつけると可読性が上がる
-
データ駆動・高階関数と組み合わせる
- 条件分岐を減らして抽象度を上げる