前回，条件反復として，前判定ループ while と後判定ループ do-while について勉強した．

しかし，実用的なプログラムでは，ループの前後ではなく，ループの途中で条件を判定し，反復から抜け出したり，反復処理の一部を飛び越したい場合もよくある．そこでＣでは，これらの処理を便利に記述するために，分岐文 break，continue，および goto が用意されている．

処理の跳躍は，「構造化プログラミング」の理想的な作法には 反するものであるが，現実的には便利なのでよく利用されている．しかし，便利だからといって乱用は禁止． 例外的な処理の場合にだけ使うこと．

反復の中断

...
int  f = 1;			// 反復フラグの初期化
printf("複数個の非負整数（最後に -1） > ");
while (f) {			// 反復フラグの判定（f == 0 で反復終了）
	scanf("%d", &x);
	if (x < 0) {		// 番兵データの判定
		f = 0;		// 反復フラグの設定（反復終了へ）
	} else {
		total += x;
		n++;
	}
}
...				// 結果表示

これは，ソースコード的には前判定ループにはなっているものの，実質的には，ループの途中（if 文）で反復条件を判定していることになる．また，反復処理（反復フラグの初期化，設定，判定）のコードが 離れた場所に分散しているため，処理の流れを見通しづらくなってしまっている．

このような中判定ループ場合，次のように， break を利用すれば，より簡潔に記述できるようになる：

			// 反復フラグは不要
...
while (1) {			// 無条件ループ
	...
	if (x < 0) break;	// 番兵が来たらループ外へジャンプ

	total += x;
	n++;
}
...			// break のジャンプ先（ここに着地）

これで，フラグ変数と if-else が必要なくなったため，コードが少なくなり，インデントも浅くなり，処理の流れを見通しやすくなった．実際に averager2.c のコードを書き換えて，動作が変わらないことを確認してみよう．

なお，break は，while だけでなく， do-while と for（それと switch）でも同様に，ブロック { } の内部から外部へジャンプするために利用できる．

反復の続行

前のセクションで改造したaverager2.c を更に改造し，入力データの値の範囲を「100以下」の非負整数に制限してみたい．もし範囲外の値が入力された場合，とりあえずは，無視するとしよう．これまでの知識だけでは，コードは次のようになるだろう：

...
while (1) {
	printf("[#%03d] 100以下の非負整数（最後に -1） > ", n);
	scanf(...);
	if (x < 0) break;
	if (x <= 100) {		// 100以下なら
		total += x;
		n++;
	}
}
...

実際に，これを averager3.c とし，動作を確認してみよう．なお，前のプログラムでは，複数のデータを一度に入力していたが， このプログラムでは，データを１個ずつ入力することにした．

データを [Space] ではなく， [Return/Enter] で区切って入力．

このコードを更に改造し，continue を使えば，次のように（少しだけだが）簡単になる：

...
while (1) {
	printf(...);
	scanf(...);
	if (x < 0) break;
	if (x > 100) continue;	// 100より大ならループの先頭へ

	total += x;
	n++;
}
...

これで，インデントが（1 段階だけだが）減少し，コードが全体的に単純かつコンパクトになった．なお，選択構造が「〜だったら〜する」から逆の「〜じゃなかったら〜しない」に，変えられているが，この改造の前後でプログラムの動作は何も変わらない．（if 文の推敲との相乗効果．）

今回紹介した例は元々簡単なコードだったので， break と continue によるソースコードのコンパクト化の効果は，非常に薄いものに思えるかもしれない．しかし，長く複雑な処理の場合では，このちょっとした簡単化が効いてくる．

特に，エラーなどの例外的な処理について， break と continue で先に処理しておけば， その後は，本質的な処理だけに専念できるということがポイント．また，インデントが浅くなるので，ソースコードも見易くなり， 無用な間違いを予防できる．

もちろん，continue は，break と同様， while だけでなく do-while と for のブロック { } 内でも利用できる．

エラーの処理

前のセクションのaverager3.c を元にして，エラー処理（エラー状態の検出とエラー状態からの回復）の機能を追加してみたい．なお，範囲外のデータが入力された場合をエラーとする．

...
while (1) {
	...
	if (x > 100) {		// 範囲外の場合
		printf("エラー：範囲外の値\n");
		printf("続ける？（0：終了／その他：続行）> ");
		scanf("%d", &x);
		if (x == 0) break;
		continue;
	}
	total += x;
	n++;
}
...

ところで，このソースコードでは，入力エラーと入力終了のような「例外的な処理」が多く，合計計算のような「このプログラムの本質的な処理」が目立たないため，プログラムの全体像が把握しづらくなってしまっている．

例外的な処理を目立たないように記述するには， goto 文が有効である．書き換えよう：

main()
{
	...
LOOP:
	while (1) {
		...
		... break;	// goto RESULT; でも同じ
		if (x > 100) goto ERROR;	// 範囲外の場合 ERROR へ
		total += x;
		n++;
	}
RESULT:
	printf(...);
	return;			// プログラムの終了

ERROR:				// 例外的な処理をループ外にまとめておく
	printf("エラー：範囲外の値\n");
	printf("続ける？（0：終了／その他：続行）> ");
	scanf("%d", &x);
	if (x == 0) goto RESULT;	// break; だったもの
	goto LOOP;			// continue; だったもの
}

なお，LOOP，RESULT，ERROR は，ジャンプ先のラベル（名札）であり，変数名等と同様，プログラマが自由に命名できる．

「ラベル :」のコロン「:」と「goto ラベル;」のセミコロン「;」との違いに注意．

なお，goto 文については，本当に注意して使うべきものだ．なぜなら，goto を乱用したソースコードは， 非常に解読しづらくなりがちだからだ． 例外的な処理だけに限定すること．

補足の Fig.A のように処理順序が複雑に絡み合う様は，俗に，スパゲッティコードと呼ばれている．

他の使用例と注意事項については，教科書 pp.79-81 を参照せよ．また，goto を使う場合，ラベルのインデントの例外にも注意しよう．

本日の課題

averager4.c を元にして，平均値，最大値，最小値および得点分布を出力するプログラム analyzer.c を作成せよ．ただし，break，continue，goto を適切に使い分けること．

最大・最小は0513，得点分布は0510に，どちらもすでに作っていたハズ．

補足

Fig.A は，ループ，break，continue，goto による処理順序の変化を示している．

制御構造（３）跳躍

反復の中断

反復の続行

エラーの処理

本日の課題

補足