【Kotlin】関数の基本の解説＆練習問題｜ユーザー入力を判定する関数の実装｜【完全無料】初心者のためのプログラミング練習問題集

Kotlinの初心者向け問題2-1：関数の基本を確認しよう

この問題を解くために必要な知識：
【レベル１の知識】
基礎文法、四則演算と論理演算、分岐処理（if、if～else、when）、繰り返し処理（for、while、do～while）、配列、Null安全、List（MutableList、ArrayList）

【レベル２の知識】
レベル１の知識、関数の基本、関数の戻り値、関数のオーバーロード、クラスの基本とインスタンス、コンストラクタ、プロパティ、クラスの継承、クラスの拡張

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Kotlinの文法「関数の定義と呼び出し」とは

ここでは関数の定義と呼び出しの意味や使い方を復習します。必要ない方はここをクリックして練習問題へ飛びましょう。

Kotlinでプログラミングを始めるときに重要な概念の一つが「関数」です。関数は、特定の処理をまとめたもので、何度も同じ処理を繰り返す場合に便利です。

ここでは、Kotlinでの関数の定義と呼び出しについて、初心者にも分かりやすく解説します。

関数の定義

Kotlinでは、funキーワードを使って関数を定義します。関数は、特定の名前を持ち、必要に応じて引数（入力データ）を受け取り、処理を実行し、結果を返すことができます。

基本的な構文

fun 関数名(引数1: 型, 引数2: 型): 戻り値の型 {
    // 関数内の処理
    return 戻り値
}

例：二つの数字を足す関数

fun add(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}

上記の例では、addという名前の関数を定義しています。この関数は、2つのInt型の引数を受け取り、その和をInt型で返します。

関数の呼び出し

定義した関数は、関数名に引数を渡して呼び出します。関数を呼び出すことで、その中の処理が実行されます。

呼び出し方の例

val result = add(5, 3)
println(result)  // 出力: 8

上記のコードでは、add関数を呼び出して、5と3を引数として渡しています。計算結果である8がresultに代入され、printlnで出力されています。

関数の戻り値については次の記事で詳細に説明します。

戻り値がない関数

場合によっては、処理を行うだけで値を返さない関数もあります。その場合、戻り値の型をUnitと指定しますが、Unitは省略可能です。

例：メッセージを表示する関数

fun showMessage(message: String) {
    println(message)
}

このshowMessage関数は、String型の引数を受け取り、その内容を表示します。戻り値は必要ないのでUnit型（省略可能）です。

showMessage("Hello, Kotlin!")  // 出力: Hello, Kotlin!

Kotlin練習問題2-1-1_関数の定義と呼び出し

ユーザーに数値を入力させ、その数値が偶数か奇数かを判定する関数 isEven を作成してください。

この関数は、数値が偶数ならば「Even」、奇数ならば「Odd」を出力します。関数の戻り値は考慮しなくてよいです。

ただし、以下のような実行結果となること。

－－－－－ ↓出力される結果の例↓ －－－－－

Enter a number: 5
Odd

－－－－－ ↑出力される結果の例↑ －－－－－

解答例

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

********************

fun main() {
    print("数値を入力してください: ")  // ユーザーに数値入力を促すメッセージを表示
    val input = readLine()  // ユーザーが入力した値を読み取る
    val number = input?.toIntOrNull()  // 入力値を整数に変換（変換できない場合はnullを返す）

    if (number != null) {
        isEven(number)  // isEven関数を呼び出す
    } else {
        println("無効な入力です。正しい数値を入力してください。")  // 入力が数値でない場合のエラーメッセージ
    }
}

// 偶数か奇数かを判定する関数
fun isEven(number: Int) {
    if (number % 2 == 0) {
        println("偶数です")  // 偶数の場合の出力
    } else {
        println("奇数です")  // 奇数の場合の出力
    }
}

********************

コードの解説

main関数

print("数値を入力してください: ")
- これは、ユーザーに数値を入力するよう促すメッセージを表示します。print関数を使うことで、改行せずにメッセージを表示します。
val input = readLine()
- readLine関数は、コンソールから1行の入力を読み取ります。ユーザーが数値を入力し、エンターキーを押すと、その入力が文字列として変数inputに格納されます。
val number = input?.toIntOrNull()
- ここで、入力された文字列inputを整数に変換しようとします。toIntOrNullメソッドを使うことで、変換に失敗した場合にnullを返します。これにより、安全に変換を行うことができます。
if (number != null)
- この条件文は、numberがnullでないこと（つまり、入力が正しい数値に変換されたこと）を確認します。もし変換に成功した場合、isEven関数を呼び出します。
else
- numberがnullの場合、つまり入力が正しい数値でない場合には、エラーメッセージを表示します。これにより、ユーザーに無効な入力があったことを知らせます。

isEven関数

fun isEven(number: Int)
- isEvenは、整数numberを引数に取る関数です。この関数は、入力された数が偶数か奇数かを判定して、対応するメッセージを出力します。
if (number % 2 == 0)
- ここでは、numberを2で割った余りが0かどうかをチェックします。余りが0の場合、その数は偶数です。
println("偶数です")
- 数が偶数の場合に、”偶数です”というメッセージを出力します。
else
- 上記の条件に当てはまらない場合、つまり数が奇数の場合には、”奇数です”というメッセージを出力します。

Kotlin練習問題2-1-2_繰り返し処理と関数

1から10までの数値を表示する関数 printNumbers を作成し、その関数を呼び出してください。

数値は一行ずつ出力するようにすること。

また、以下のような実行結果となること。

－－－－－ ↓出力される結果の例↓ －－－－－

－－－－－ ↑出力される結果の例↑ －－－－－

解答例

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

********************

fun main() {
    printNumbers()  // printNumbers関数を呼び出す
}

// 1から10までの数値を表示する関数
fun printNumbers() {
    for (i in 1..10) {
        println(i)  // 数値を出力
    }
}

********************

コードの解説

main関数

fun main()
- main関数は、Kotlinプログラムのエントリーポイントです。プログラムの実行はここから始まります。
printNumbers()
- main関数内で、printNumbers関数を呼び出しています。この関数呼び出しにより、printNumbers関数の中に書かれたコードが実行されます。

printNumbers関数

fun printNumbers()
- printNumbersは、1から10までの数値を表示するための関数です。funキーワードを使って新しい関数を定義しています。
for (i in 1..10)
- ここでは、forループを使って1から10までの範囲を繰り返します。1..10は1から10までの数値の範囲を表し、この範囲内の各数値に対してループが実行されます。
println(i)
- forループの中で、println関数を使って現在のループ変数iの値を出力します。printlnは、指定された値を出力し、改行を追加します。

Kotlin練習問題2-1-3_配列と関数

ユーザーが入力した５つの整数を配列に代入し、その配列の要素をすべて表示する関数 printArray を作成してください。

この関数を使って、以下の配列 [1, 2, 3, 4, 5] を表示してください。

ただし、以下のような実行結果となること。

－－－－－ ↓出力される結果の例↓ －－－－－

要素数を入力してください: 5
要素 1 を入力してください: 1
要素 2 を入力してください: 2
要素 3 を入力してください: 3
要素 4 を入力してください: 4
要素 5 を入力してください: 5
1
2
3
4
5

－－－－－ ↑出力される結果の例↑ －－－－－

解答例

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

********************

fun main() {
    print("要素数を入力してください: ")  // 要素数を入力するようユーザーに促す
    val n = readLine()?.toIntOrNull() ?: return  // 要素数を読み取る（無効な入力の場合は終了）

    val numbers = IntArray(n)  // 配列を定義

    for (i in 0 until n) {
        print("要素 ${i + 1} を入力してください: ")  // 各要素の入力を促す
        val element = readLine()?.toIntOrNull() ?: return  // 入力された数値を取得（無効な入力の場合は終了）
        numbers[i] = element  // 入力された数値を配列に格納
    }

    printArray(numbers)  // printArray関数を呼び出す
}

// 配列の要素を表示する関数
fun printArray(array: IntArray) {
    for (number in array) {
        println(number)  // 配列の各要素を出力
    }
}

********************

コードの解説

メイン関数の概要

fun main() {
    print("要素数を入力してください: ")

Kotlinでは、main関数がプログラムのエントリーポイントです。

最初にユーザーに「要素数を入力してください」と表示して、データの入力を求めています。

入力値の取得と検証

val n = readLine()?.toIntOrNull() ?: return

この行では、ユーザーの入力を受け取り、その値を整数（Int）に変換しています。

readLine()は標準入力から文字列を読み込みますが、toIntOrNull()を使って整数に変換できなければnullを返し、nullの場合はプログラムを終了します。

これにより、無効な入力を処理することができます。

配列の定義

ここでは、n（要素数）に基づいて整数型の配列numbersを定義しています。

配列はIntArrayで定義され、長さはnです。

ループによる入力の取得

for (i in 0 until n) {
    print("要素 ${i + 1} を入力してください: ")
    val element = readLine()?.toIntOrNull() ?: return
    numbers[i] = element
}

この部分では、ループを使ってユーザーに配列の各要素を入力させています。

untilを使って0からn-1までの範囲を繰り返し、各要素をnumbers配列に格納しています。

toIntOrNull()を使用して無効な入力があればプログラムを終了します。

配列の表示

printArray(numbers)

ここで、printArrayという関数を呼び出して、配列numbersの内容を表示します。

次に、この関数について詳しく説明します。

配列の要素を表示する関数

fun printArray(array: IntArray) {
    for (number in array) {
        println(number)
    }
}

printArrayは、配列の各要素を1つずつ表示する関数です。ループを使って配列の全ての要素を出力しています。

for (number in array)の部分では、arrayの各要素がnumberに順番に代入され、printlnで出力されます。

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この問題への質問・コメント

この問題を作成するにあたりAIを活用しています。

問題ないことは確認していますが、もし間違いや表現の違和感などありましたら、ご指摘頂けると大変助かります。

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