【Java初心者向け】拡張for文の基本から応用まで徹底解説！

Javaの拡張for文について、基本的な書き方から応用的な使い方まで網羅的に解説します。Javaプログラミングで配列やリストのデータを扱う際、コードをよりシンプルで読みやすく記述する方法を知りたくありませんか。

拡張for文（for-each文とも呼ばれます）をマスターすれば、コードの見た目が劇的に変わるかもしれません。

この記事では、サンプルコードを豊富に使いながら、初心者の方でも理解できるよう丁寧に説明していきます。

この記事で学べること

• Java拡張for文の基本的な構文
• 従来のfor文との明確な違いと使い分け
• 配列・List・Mapでの実践的な使い方
• 拡張for文を使う上での注意点と便利なテクニック

Javaの拡張for文とは？

ここでは、Javaの拡張for文がどのようなものか、その基本的な考え方と学習するメリットを説明します。なぜ多くの開発現場で利用されるのか、その理由が分かります。

• 拡張for文の基本的な考え方

拡張for文の基本的な考え方

拡張for文は、配列やコレクション（ArrayListなど）に含まれる要素を、先頭から順番に1つずつ取り出して処理するための構文です。従来のfor文のように「カウンタ変数」や「インデックス」を意識する必要がないため、コードが非常にシンプルになります。

たくさんの箱が並んでいて、その中身を1つずつ取り出して確認する作業をイメージすると分かりやすいでしょう。拡張for文は、その作業を自動で、かつ間違いなく行ってくれる便利な仕組みなのです。

まずは基本！Java拡張for文の書き方

ここでは、Java拡張for文の最も基本的な構文（書き方）を学びます。実際のコードを見ながら、従来のfor文といかに違うのかを比較し、拡張for文のシンプルさを体感しましょう。

• 拡張for文の基本構文
• 配列を使ったサンプルコード
• 従来のfor文との比較

拡張for文の基本構文

拡張for文の構文は以下のようになっています。

for (型 変数名 : 配列やコレクション) {
    // 各要素を使った処理
}

それぞれの要素が持つ意味は次の通りです。

• 型 変数名
• 配列やコレクションから取り出した1つの要素を格納する変数を宣言します。
• : (コロン)
• 構文の一部で、「in」のように「〜の中から」という意味合いを持ちます。
• 配列やコレクション
• ループで処理したいデータ全体を指します。

この構文によって、指定した配列やコレクションの要素がなくなるまで、自動的にループ処理が繰り返されます。

配列を使ったサンプルコード

それでは、文字列の配列を例に、実際のコードを見ていきましょう。

// String型の配列を準備
String[] programmingLanguages = {"Java", "Python", "Go"};

// 拡張for文で配列の要素を1つずつ出力
for (String lang : programmingLanguages) {
    System.out.println(lang);
}

実行結果

Java
Python
Go

配列 `programmingLanguages` の中から、要素が1つずつ変数 `lang` に代入され、順番に出力されているのが分かります。

従来のfor文との比較

同じ処理を従来のfor文で書いた場合と比較してみましょう。拡張for文のメリットがより明確になります。

for (String lang : langs) { ... }

for (int i = 0; i < langs.length; i++) { ... }

このように、拡張for文はカウンタ変数の初期化や更新、条件式が不要なため、コードが簡潔になり、バグの発生も防ぎやすいという利点があります。

Java拡張for文の具体的な使い方をマスターしよう

ここでは、Javaプログラミングで頻繁に利用されるList、Map、Setといったコレクションで拡張for文を使う方法を、具体的なサンプルコードと共に学習します。ネスト（二重ループ）の書き方も解説します。

• List（ArrayList）での使い方
• Map（HashMap）での使い方
• Setでの使い方
• 二重ループ（ネスト）での使い方

List（ArrayList）での使い方

Listは順序を保持するデータの集まりで、拡張for文との相性が非常に良いです。ArrayListを使った例を見ていきましょう。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Listを準備
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("りんご");
        fruits.add("みかん");
        fruits.add("ぶどう");

        // 拡張for文でListの要素を1つずつ出力
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

実行結果

りんご
みかん
ぶどう

配列の時と同じように、直感的にListの全要素を処理できることが分かります。

Map（HashMap）での使い方

Mapはキーとバリューのペアでデータを管理します。そのため、拡張for文での処理方法は3パターンあります。

1. キーだけを取り出す (keySet)

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// Mapを準備
Map<Integer, String> userMap = new HashMap<>();
userMap.put(1, "佐藤");
userMap.put(2, "鈴木");

// キーを順番に取り出す
for (Integer key : userMap.keySet()) {
    System.out.println("ID: " + key);
}

2. バリューだけを取り出す (values)

// バリューを順番に取り出す
for (String name : userMap.values()) {
    System.out.println("名前: " + name);
}

3. キーとバリューのペアを取り出す (entrySet)

最もよく使われる方法です。

// キーとバリューのペアを順番に取り出す
for (Map.Entry<Integer, String> entry : userMap.entrySet()) {
    System.out.println("ID: " + entry.getKey() + ", 名前: " + entry.getValue());
}

Setでの使い方

Setは重複しない要素の集まりです。Listと同様に拡張for文で簡単に全要素を処理できます。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

// Setを準備
Set<String> colors = new HashSet<>();
colors.add("赤");
colors.add("青");
colors.add("赤"); // 重複した要素は追加されない

// 拡張for文でSetの要素を1つずつ出力 (順序は保証されない)
for (String color : colors) {
    System.out.println(color);
}

二重ループ（ネスト）での使い方

拡張for文を入れ子にすることで、二次元配列のような複雑なデータ構造もシンプルに扱えます。

// 二次元配列を準備
String[][] teams = {
    {"Aチーム", "田中", "山田"},
    {"Bチーム", "伊藤", "渡辺"}
};

// 拡張for文をネストさせる
for (String[] team : teams) { // 外側のループ
    for (String member : team) { // 内側のループ
        System.out.print(member + " ");
    }
    System.out.println(); // チームごとに改行
}

実行結果

Aチーム 田中 山田 
Bチーム 伊藤 渡辺 

Javaの拡張for文を使いこなす7つの便利ワザ

ここでは、拡張for文をさらに効果的に使うためのテクニックを紹介します。コードの安全性を高める方法や、Java 8以降のモダンな書き方との使い分けを知ることで、より質の高いコードが書けるようになります。これらのワザを習得することで、ただ動くだけでなく、保守性の高いコードを書くスキルが身につきます。

• 1. final修飾子で安全性を高める
• 2. break文でループを抜ける
• 3. continue文で処理をスキップする
• 4. 読みやすい変数名を付けるコツ
• 5. ループ処理をメソッドに分ける
• 6. Stream APIのforEachとの使い分け
• 7. デバッガで動きを確認する

1. final修飾子で安全性を高める

ループ内で使用する変数に `final` 修飾子を付けると、その変数への再代入を防げます。ループ処理が複雑になった際に、誤ってループ変数を書き換えてしまうようなバグを未然に防止する効果があります。

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

List<String> userNames = new ArrayList<>();
userNames.add("Yamada");
userNames.add("Sato");

// finalを付けることで、ループ内での変数nameへの再代入がコンパイルエラーになる
for (final String name : userNames) {
    System.out.println(name);
    // name = "Suzuki"; // このような書き換えをするとコンパイルエラーになる
}

安全性が向上し、意図しない変数の変更がないことをコード上で明示できます。

2. break文でループを抜ける

ループの途中で特定の条件を満たした場合に、処理を完全に中断したいときには `break` 文を使います。例えば、リストの中から目的のデータを見つけたら、それ以上探す必要はないためループを抜ける、といった使い方をします。

List<Integer> numbers = List.of(10, 25, 33, 48, 50);
int target = 33;

System.out.println(target + "を探します...");
for (int num : numbers) {
    System.out.println("現在の値: " + num);
    if (num == target) {
        System.out.println("見つかりました！");
        break; // 目的の値が見つかったのでループを中断
    }
}

`break` を使うことで、無駄な処理を省き、プログラムの効率を高めることが可能です。

3. continue文で処理をスキップする

`continue` 文は、条件に一致した場合に、その回のループ処理だけをスキップして次の要素の処理に移りたいときに用います。ループ自体は中断せず、特定の要素だけを処理の対象外にできます。

List<Integer> scores = List.of(85, 40, 92, 30, 77);

// 50点未満のスコアは処理をスキップする
for (int score : scores) {
    if (score < 50) {
        continue; // 処理をスキップして次の要素へ
    }
    System.out.println(score + "点: 合格です。");
}

条件分岐をシンプルに記述でき、コードの可読性が上がります。

4. 読みやすい変数名を付けるコツ

拡張for文の可読性を高める上で、変数名の付け方は非常に重要です。コレクションの変数名は複数形（例: `users`）、ループで取り出す要素の変数名は単数形（例: `user`）にすると、コードの意図が明確になります。

class Book {
    private String title;
    // ...コンストラクタやゲッター
    public Book(String title) { this.title = title; }
    public String getTitle() { return this.title; }
}

List<Book> books = new ArrayList<>();
books.add(new Book("Java入門"));
books.add(new Book("アルゴリズム図鑑"));

// 良い例: booksの中から1冊のbookを取り出す、という関係性が分かりやすい
for (Book book : books) {
    System.out.println(book.getTitle());
}

このような命名規則を守るだけで、コードを読む他の人が処理内容を理解しやすくなります。

5. ループ処理をメソッドに分ける

for文の中の処理が長くなり、5行、10行と続いてしまうと、コード全体の見通しが悪くなります。そのような場合は、ループ内の処理を別のメソッドとして切り出す（リファクタリングする）ことを検討しましょう。

// リファクタリング前: ループ内に処理が混在している
for (User user : users) {
    // ユーザー情報の検証
    // データベースへの保存
    // ログの出力
    System.out.println(user.getName() + "の処理が複雑...");
}

// リファクタリング後: メソッドに切り出してスッキリ
for (User user : users) {
    processUser(user);
}

// ループ内の処理を独立したメソッドにする
private void processUser(User user) {
    // ユーザー情報の検証
    // データベースへの保存
    // ログの出力
    System.out.println(user.getName() + "を処理しました。");
}

ループの役割が「全要素に対して特定の処理を行うこと」に限定され、コードの責務が明確になります。

6. Stream APIのforEachとの使い分け

Java 8で導入されたStream APIにも、似た処理を行う `forEach` メソッドがあります。単純な処理を全要素に対して行いたい場合は、`forEach` とラムダ式を使うとより簡潔に記述できます。

List<String> names = List.of("honda", "kagawa", "nagatomo");

// 拡張for文の場合
for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}

// Stream APIのforEachを使う場合 (より簡潔)
names.forEach(name -> System.out.println(name));

ただし、`break` や `continue` を使いたい場合や、チェック例外（try-catchが必須の例外）を扱う可能性がある場合は、従来の拡張for文のほうが適しています。状況に応じて最適な方法を選択しましょう。

7. デバッガで動きを確認する

拡張for文の動きがイメージできないとき、最も効果的なのがデバッガの利用です。IDE（統合開発環境）の機能を使ってコードの途中で処理を一時停止させ（ブレークポイント）、変数の値がどのように変化していくかを一行ずつ追跡できます。

デバッガを使うと、ループの各イテレーションでループ変数にどの要素が代入されているかを視覚的に確認できます。プログラムが期待通りに動かない際の強力な問題解決ツールとなるため、ぜひ使い方をマスターしてください。

要注意！Java拡張for文が使えないケース

拡張for文は非常に便利ですが、万能ではありません。ここでは、拡張for文を使うべきではない代表的なケースを3つ紹介します。誤った使い方をすると、予期せぬエラーの原因となるため、必ず理解しておきましょう。

• ループ中の要素の削除・追加
• 要素の値の書き換え（置換）
• インデックス（添字）が必要な場合

ループ中の要素の削除・追加

拡張for文のループ処理中に、そのループの対象となっているコレクションの要素を削除・追加してはいけません。

もし実行すると、`ConcurrentModificationException` という例外が発生します。

// NGな例: ループ中に要素を削除しようとする
List<String> members = new ArrayList<>();
members.add("A");
members.add("B");
members.add("C");

for (String member : members) {
    if (member.equals("B")) {
        members.remove(member); // ここで例外が発生！
    }
}

ループ処理中にコレクションの構造が変わってしまうと、ループを正しく継続できなくなるためです。

import java.util.Iterator;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<String> members = new ArrayList<>();
members.add("A");
members.add("B");
members.add("C");

Iterator<String> iterator = members.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String member = iterator.next();
    if (member.equals("B")) {
        iterator.remove(); // OK!
    }
}
System.out.println(members); // [A, C]

要素の値の書き換え（置換）

拡張for文で取り出される変数は、元のコレクションの要素のコピーです（参照型の場合は参照のコピー）。そのため、ループ内でその変数に新しい値を代入しても、元のコレクションの要素は変更されません。

要素を書き換えたい場合は、インデックスを指定できる従来のfor文を使いましょう。

インデックス（添字）が必要な場合

「3番目の要素だけ特別扱いしたい」というように、ループ処理中に要素のインデックス（何番目か）が必要になる場合があります。拡張for文はインデックス情報を直接扱えないため、このようなケースでは従来のfor文が適しています。

もっと深く知る！Java拡張for文の仕組み

ここでは、拡張for文がJavaの内部でどのように動作しているのかを解説します。仕組みを理解することで、なぜ注意点が存在するのかが腑に落ち、より応用的な使い方ができるようになります。

• 内部ではIteratorが動いている
• Iterableインタフェースとは

内部ではIteratorが動いている

実は、私たちが書いた拡張for文のコードは、Javaコンパイラによって内部的にIteratorを使ったコードに変換されています。

/*
  ▼ 私たちが書くコード
  for (String str : list) { ... }

  ▼ コンパイラが生成するコード（イメージ）
  Iterator<String> iterator = list.iterator();
  while (iterator.hasNext()) {
      String str = iterator.next();
      ...
  }
*/

「ループ中の要素削除」で `ConcurrentModificationException` が発生するのも、このIteratorの仕組みが関係しています。Iteratorは、ループ処理を開始する前にコレクションの状態を記憶し、処理中に外部から変更が加えられていないかをチェックしているのです。

Iterableインタフェースとは

拡張for文のコロン（:）の右側に指定できるのは、配列か、または`java.lang.Iterable`インタフェースを実装したクラスのオブジェクトだけです。

ArrayListやHashMap、HashSetなどの主要なコレクションクラスは、すべてこの`Iterable`インタフェースを実装しています。`Iterable`は `iterator()` メソッドを持つことを定めており、このメソッドによってIteratorオブジェクトを取得できるからこそ、拡張for文で利用できるのです。

より高度なプログラミングを目指すなら、このようなクラス間の関係性を理解することが重要になります。名著『Effective Java』（著者：ジョシュア・ブロック）などでは、こうしたJavaの設計思想に深く触れられており、一読をお勧めします。

より詳しい情報は、Javaの公式ドキュメントでも確認できます。

The For-Each Loop (Oracle Java Tutorials)

まとめ：Javaの拡張for文でコードをきれいに書こう！

この記事では、Javaの拡張for文について、基本的な書き方から実践的なテクニック、そして内部の仕組みまで幅広く解説しました。

要点の振り返り

• 拡張for文は、配列やコレクションの全要素を処理するのに適した構文。
• 従来のfor文に比べてコードがシンプルになり、バグも減らせる。
• List、Map、Setなど、主要なコレクションで利用可能。
• ループ中の要素削除など、使ってはいけないケースも存在する。
• 内部ではIteratorが利用されている。

拡張for文を適切に使いこなすことは、読みやすく保守性の高いコードを書くための第一歩です。次は、今回少し触れたStream APIやラムダ式について学んでみると、さらに表現の幅が広がるでしょう。ぜひ日々のコーディングで活用してみてください。