４章９
Published: 2024-04-15 05:50:30


配列の各要素の加算のプロセスを視覚化してみましょう。配列 `array` は以下のようになっています：

```java
int[][] array = { {1, 2}, {2, 3, 4} };
```

この配列を行と列に分けて表すと次のようになります：

```
[1行目] 1  2
[2行目] 2  3  4
```

プログラムが合計を計算する際の流れは以下の通りです：

1. 最初の行（`i = 0`）を見ると、内側のループは `j = 0` から始まります。この行には2つの要素があるので、両方の要素を合計に加えます。
   - `array[0][0]` の値は `1`
   - `array[0][1]` の値は `2`
   - この時点での合計は `1 + 2 = 3`

2. 次に2行目（`i = 1`）を見ると、内側のループは `j = 1` から始まります。この行には3つの要素がありますが、最初の要素 `array[1][0]` はスキップされます。
   - `array[1][1]` の値は `3`
   - `array[1][2]` の値は `4`
   - この時点での合計に先ほどの合計 `3` を加えると、`3 + 3 + 4 = 10` となります。

したがって、このプログラムは配列の各行に対して、その行のインデックス（`i`）と同じかそれより大きい列インデックス（`j`）の要素のみを合計しています。これにより、次の要素が合計されます：

- 1行目から：1, 2
- 2行目から：3, 4（注：2行目の最初の要素（値は2）は `j = i` の条件によりスキップされます）

この説明と数値を基にして、合計が `10` になることが理解いただけたでしょうか。


### `array[1][0]` がスキップされる理由
`array[1][0]` がスキップされる理由は、内側のループの開始条件が `int j = i;` となっているためです。これは `i` の値がループの開始インデックスとして使用されていることを意味します。各行について、内側のループはその行のインデックス番号 `i` の値から開始し、その行の長さまで続きます。

具体的な例として2行目を見てみましょう（`i = 1` の場合）：

- 配列の2行目は `{2, 3, 4}` です。
- 内側のループは `int j = i;` で開始されるため、`j` の初期値は `1` です。
- このため、`j = 0` のときの要素 `array[1][0]` はループの範囲に含まれず、合計には加算されません。
- ループは `array[1][1]` から始まり（`j = 1`）、`array[1][2]` で終わります（`j = 2`）。

この規則に従って、1行目では `j` が `0` から始まるため、2つの要素（`array[0][0]` と `array[0][1]`）が合計に含まれます。2行目では `j` が `1` から始まるため、最初の要素はスキップされ、次の2つの要素（`array[1][1]` と `array[1][2]`）だけが合計に含まれます。

このロジックに基づいて、合計が計算されると、以下の要素が加算されます：

- `array[0][0]`（値は 1）
- `array[0][1]`（値は 2）
- `array[1][1]`（値は 3）
- `array[1][2]`（値は 4）

これらの値を合計すると、1 + 2 + 3 + 4 = 10 となります。

![スクリーンショット 2024-01-23 10.10.14.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/468139/4e740603-7c86-3d92-5732-c5d148f75ab6.png)

### 変数 total の値

変数 total の値は、選択された要素の値を足し合わせた数です。このプログラムでは、2次元配列の特定の要素のみが合計に加算されます。

配列とループの条件に基づいて、次の要素が total に加えられます：

最初の行（array[0]）からは、array[0][0]（値は 1）と array[0][1]（値は 2）が加算されます。
二番目の行（array[1]）からは、array[1][1]（値は 3）と array[1][2]（値は 4）が加算されます。ただし、array[1][0]（値は 2）はループの開始条件 int j = i; によりスキップされます。
これらの値を合計すると、1 + 2 + 3 + 4 = 10 になり、これが変数 total の最終的な値となります。この値はプログラムの最後にコンソールに出力されます。

### `total += array[i][j];` という式
`total += array[i][j];` という式は、Javaにおける「合計計算」を行うためのものです。この式を分解して説明します：

1. **`array[i][j]`:** 
   - `array` は2次元整数配列です。
   - `i` と `j` はそれぞれ、配列の行と列のインデックスを表します。
   - `array[i][j]` は、配列の `i` 行目の `j` 列目にある値を指します。

2. **`total += ...`:**
   - `total` は、これまでの配列要素の合計値を保持する変数です。
   - `+=` は、右側の値（この場合は `array[i][j]`）を左側の変数（`total`）に加える演算子です。つまり、`total = total + array[i][j];` と同じ意味です。

したがって、`total += array[i][j];` という式は、「配列の `i` 行目の `j` 列目にある要素の値を現在の `total` の値に加える」という意味になります。

例えば、配列の最初の要素 (`array[0][0]` が 1) の場合、`total += array[0][0];` は `total = total + 1;` と同じで、`total` の値が 1 増加します。

プログラムがこの行を何度も実行することで、`total` には配列の特定の要素の値が順に加算され、最終的な合計が計算されます。


## 補足



上記のコードは2次元配列の各要素の合計を計算し、その結果を出力します。配列は`{{1, 2}, {2, 3, 4}}`で初期化されており、合計すると`1+2+2+3+4 = 12`になります。

次に、A、B、Dの各選択肢を内側のforループに適用した場合を考えます。

- A選択肢: `int j = 0; j < array[i].length; j++`
    - これはC選択肢と同じで、配列の各要素を正しく合計し、出力は`12`になります。
- B選択肢: `int j = 0; j < array[j].length; j++`
    - この条件は実行時にエラーを引き起こします。変数`j`は内側のforループの制御変数であり、そのループの開始時には`0`に設定されているため、`array[j]`を評価しようとした時に`array[0]`を指すことになります。しかし、`i`が`1`の時には`array[1]`の長さを`j`で比較しようとするため、実行時エラー（ArrayIndexOutOfBoundsException）が発生します。
- D選択肢: `int j = i; j < array[j].length; j++`
    - この条件でも実行時エラーが発生する可能性があります。`i`が`1`の時、`j`も`1`から始まるため、`array[1].length`は`3`ですが、`j`の値が`2`になると`array[2]`を参照しようとし、配列の範囲外を参照するためエラーになります。

正しい答えはC選択肢ですが、A選択肢も同じ結果になり、B選択肢とD選択肢は実行時エラーを引き起こす可能性が高いです。