第3章　演算と演算子

この章の目的

この章では、C#で計算や文字列の組み立てを行うための演算と 演算子 を学習します。

第1章では、数値を直接計算して表示しました。

Console.WriteLine(100 + 5);

第2章では、変数に値を保存する方法を学習しました。

int price = 120;
int quantity = 4;

この章では、変数に入っている値を使って計算したり、計算結果を別の変数に保存したりします。

たとえば、次のような処理ができるようになります。

単価 × 数量 で合計金額を求める
合計金額を人数で割る
余りを求める
数値の型を変換する
キーボードから入力された文字列を数値に変換する
文字列と変数を組み合わせて表示する

プログラムでは、計算や文字列の組み立てを頻繁に行います。

この章では、今後の条件分岐、繰り返し、配列、オブジェクト指向につながる基本として、演算と演算子を学習します。

この章でできるようになること

この章を終えると、次のことができるようになります。

演算と演算子の意味を説明できる
+、-、*、/、% を使った計算ができる
整数同士の割り算の結果を説明できる
余りを求める % 演算子を使える
+= や *= などの代入演算子を使える
int と double の違いを意識して計算できる
キャストによる型変換を使える
int.Parse を使って文字列を整数に変換できる
+ を使って文字列を連結できる
文字列補間を使って、変数の値を分かりやすく表示できる
計算式を読みやすく書く意識を持てる

本章で使用する環境

項目	内容
開発環境	Visual Studio 2022
プロジェクト種類	コンソールアプリ
対象フレームワーク	.NET 8
プロジェクト名	`Chapter03_Operators`

作業前チェック

作業を始める前に、次の内容を確認してください。

Visual Studio 2022でコンソールアプリを作成できる
.NET 8.0 を選択できる
Program.cs を編集できる
Console.WriteLine を使って表示できる
int 型と string 型の変数を作成できる
変数に値を代入できる
第2章の内容をGitに提出済みである

3-1　演算とは？演算子とは？

演算とは

演算とは、値を使って計算や処理を行うことです。

たとえば、次のような処理は演算です。

100 + 5
120 * 4
totalPrice / memberCount
firstName + lastName

数値の計算だけでなく、文字列をつなげる処理も演算の一種です。

演算子とは

演算子とは、演算を行うための記号です。

たとえば、足し算には +、掛け算には * を使います。

演算子	意味
`+`	足し算、文字列連結
`-`	引き算
`*`	掛け算
`/`	割り算
`%`	割り算の余り
`=`	代入
`+=`	加算して代入
`*=`	掛け算して代入

プログラムでは、数学と似た記号を使いますが、意味が少し違うものもあります。

特に = は、数学の「等しい」ではなく、C#では主に 右側の値を左側の変数に代入する という意味で使います。

int total = 100 + 50;

このコードは、次のように読みます。

100 + 50 を計算し、その結果を total に代入する

3-2　算術演算

基本的な計算

C#では、次の演算子を使って基本的な計算ができます。

演算子	意味	例
`+`	足し算	`10 + 3`
`-`	引き算	`10 - 3`
`*`	掛け算	`10 * 3`
`/`	割り算	`10 / 3`
`%`	余り	`10 % 3`

次のコードを入力して実行してください。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int number1 = 10;
        int number2 = 3;

        Console.WriteLine(number1 + number2);
        Console.WriteLine(number1 - number2);
        Console.WriteLine(number1 * number2);
        Console.WriteLine(number1 / number2);
        Console.WriteLine(number1 % number2);
    }
}

実行結果は次のようになります。

整数同士の割り算

注目してほしいのは、次の結果です。

Console.WriteLine(number1 / number2);

10 / 3 の結果は、数学では 3.333... です。

しかし、上のコードでは 3 と表示されます。

これは、number1 と number2 がどちらも int 型だからです。

int 型同士の割り算では、小数部分が切り捨てられます。

10 / 3 = 3

余りを知りたい場合は % を使います。

10 % 3 = 1

余りを求める

% は、割り算の余りを求める演算子です。

Console.WriteLine(10 % 3);

実行結果：

余りは、今後の条件分岐でよく使います。

たとえば、偶数か奇数かを判定するときに使えます。

int number = 8;

Console.WriteLine(number % 2);

実行結果：

2で割った余りが 0 なら偶数です。
この考え方は、第4章の条件分岐で使います。

商品金額を計算する

業務アプリでは、金額や数量を計算する場面がよくあります。

次のコードでは、単価と数量から合計金額を求めます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int unitPrice = 180;
        int quantity = 5;
        int totalPrice = unitPrice * quantity;

        Console.WriteLine($"単価：{unitPrice}円");
        Console.WriteLine($"数量：{quantity}個");
        Console.WriteLine($"合計：{totalPrice}円");
    }
}

実行結果：

単価：180円
数量：5個
合計：900円

このように、変数名を適切に付けると、何を計算しているか分かりやすくなります。

1人あたりの金額を求める

次のコードでは、合計金額を人数で割ります。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int totalPrice = 1000;
        int memberCount = 3;

        int pricePerPerson = totalPrice / memberCount;
        int remainder = totalPrice % memberCount;

        Console.WriteLine($"合計金額：{totalPrice}円");
        Console.WriteLine($"人数：{memberCount}人");
        Console.WriteLine($"1人あたり：{pricePerPerson}円");
        Console.WriteLine($"余り：{remainder}円");
    }
}

実行結果：

合計金額：1000円
人数：3人
1人あたり：333円
余り：1円

int 型同士の割り算では、小数は表示されません。
そのため、余りが必要な場合は % を使います。

エラーになる例：全角記号を使う

次のコードはエラーになります。

int total = 100 ＋ 50;

＋ が全角記号だからです。

正しくは、半角の + を使います。

int total = 100 + 50;

C#のコードでは、演算子や記号は基本的に半角で入力してください。

3-3　単項演算子

単項演算子とは

単項演算子とは、1つの値に対して使う演算子です。

この章では、符号を表す + と - を確認します。

int x = +100;
int y = -50;

+100 は正の値、-50 は負の値を表します。

符号を反転する

次のコードを入力して実行してください。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int basePoint = 80;
        int penalty = -10;

        int result = basePoint + penalty;

        Console.WriteLine($"基準点：{basePoint}");
        Console.WriteLine($"減点：{penalty}");
        Console.WriteLine($"結果：{result}");
    }
}

実行結果：

基準点：80
減点：-10
結果：70

penalty に -10 が入っているため、basePoint + penalty は 80 + (-10) という意味になります。

式全体にマイナスを付ける

式全体に - を付けることもできます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int price = 120;
        int quantity = 3;

        int amount = price * quantity;
        int cancelAmount = -amount;

        Console.WriteLine($"金額：{amount}");
        Console.WriteLine($"取消金額：{cancelAmount}");
    }
}

実行結果：

金額：360
取消金額：-360

3-4　代入演算子

代入とは

第2章で学習したように、変数に値を入れることを代入といいます。

int count = 1;

このコードは、count という変数に 1 を代入しています。

変数の値を更新する

変数の値は、後から更新できます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int count = 1;

        Console.WriteLine(count);

        count = count + 1;

        Console.WriteLine(count);
    }
}

実行結果：

1
2

次の行に注目してください。

count = count + 1;

これは、数学の式として見ると不自然です。

しかし、C#では次の意味になります。

現在の count の値に 1 を加え、その結果を count に代入する

つまり、count の値を1増やしています。

複合代入演算子

count = count + 1; は、次のように短く書けます。

count += 1;

+= は、現在の値に右側の値を加えて、同じ変数に代入する演算子です。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int count = 1;

        count += 1;
        Console.WriteLine(count);

        count += 5;
        Console.WriteLine(count);
    }
}

実行結果：

2
7

主な複合代入演算子

演算子	意味	例
`+=`	加算して代入	`x += 3`
`-=`	減算して代入	`x -= 3`
`*=`	掛け算して代入	`x *= 3`
`/=`	割り算して代入	`x /= 3`
`%=`	余りを代入	`x %= 3`

ポイントを加算する例

次のコードでは、利用者のポイントを加算します。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int points = 100;

        Console.WriteLine($"現在のポイント：{points}");

        points += 20;
        Console.WriteLine($"20ポイント加算後：{points}");

        points -= 10;
        Console.WriteLine($"10ポイント利用後：{points}");
    }
}

実行結果：

現在のポイント：100
20ポイント加算後：120
10ポイント利用後：110

このように、現在の値をもとに増減させる処理では、複合代入演算子がよく使われます。

エラーではないが読みにくい例

次のコードは動作します。

points=points+20;

しかし、読みやすいコードとはいえません。

次のように、空白を適切に入れると読みやすくなります。

points = points + 20;

さらに、意図が「20加算する」なら、次のように書くこともできます。

points += 20;

研修では、動くだけでなく、読みやすいコードを書くことも意識してください。

3-5　数値の型変換

int型とdouble型

int は整数を扱う型です。

int number = 10;

double は小数を扱う型です。

double rate = 1.5;

整数同士の割り算では、小数部分が切り捨てられます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int total = 1000;
        int memberCount = 3;

        int pricePerPerson = total / memberCount;

        Console.WriteLine(pricePerPerson);
    }
}

実行結果：

小数まで求めたい場合は、double を使います。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        double total = 1000;
        double memberCount = 3;

        double pricePerPerson = total / memberCount;

        Console.WriteLine(pricePerPerson);
    }
}

実行結果：

333.3333333333333

キャストによる型変換

int 型の値を、一時的に double 型として扱いたい場合があります。

そのようなときは、キャストを使います。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int total = 1000;
        int memberCount = 3;

        double pricePerPerson = (double)total / memberCount;

        Console.WriteLine(pricePerPerson);
    }
}

実行結果：

333.3333333333333

次の部分に注目してください。

(double)total

これは、total を一時的に double として扱う、という意味です。

小数を整数に変換する

double の値を int に変換することもできます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        double source = 15.8;
        int number = (int)source;

        Console.WriteLine(number);
    }
}

実行結果：

小数部分は切り捨てられます。

注意

(int)15.8 は四捨五入ではありません。小数部分が切り捨てられます。

エラーになる例：型が合わない代入

次のコードはエラーになります。

double source = 15.8;
int number = source;

double 型の値を、そのまま int 型の変数に代入しようとしているためです。

小数部分が失われる可能性がある変換は、C#が自動では行いません。

明示的にキャストします。

double source = 15.8;
int number = (int)source;

入力された文字列を数値に変換する

Console.ReadLine で入力された値は、文字列として扱われます。

次のコードでは、入力された文字列を int.Parse で整数に変換しています。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("購入数を入力してください。");

        string input = Console.ReadLine();
        int quantity = int.Parse(input);

        int unitPrice = 180;
        int totalPrice = unitPrice * quantity;

        Console.WriteLine($"合計金額：{totalPrice}円");
    }
}

実行例：

購入数を入力してください。
5
合計金額：900円

int.Parseとは

int.Parse は、文字列を int 型に変換するための命令です。

int quantity = int.Parse(input);

このコードは、input に入っている文字列を整数に変換し、quantity に代入しています。

エラーになる例：数字以外を入力する

次のプログラムで、購入数に abc と入力するとエラーになります。

string input = Console.ReadLine();
int quantity = int.Parse(input);

abc は整数に変換できないためです。

abc は int 型に変換できない

このような入力ミスへの対応は、後の章で学ぶ 例外処理 で扱います。

この章では、まず次のことを覚えておきましょう。

Console.ReadLineの結果は文字列
数値として使いたい場合は変換が必要
int.Parseは文字列を整数に変換する
数字以外を変換しようとするとエラーになる

3-6　文字列の連結

+演算子で文字列をつなげる

+ は、数値では足し算を行います。

しかし、文字列に対して使うと、文字列をつなげる働きをします。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string lastName = "山田";
        string firstName = "太郎";

        string fullName = lastName + firstName;

        Console.WriteLine(fullName);
    }
}

実行結果：

山田太郎

文字列と数値をつなげる

文字列と数値を + でつなげることもできます。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string itemName = "ノート";
        int price = 180;

        string message = itemName + "の価格は" + price + "円です。";

        Console.WriteLine(message);
    }
}

実行結果：

ノートの価格は180円です。

このように、文字列と数値を連結すると、数値は文字列として扱われます。

文字列連結の注意点

次の2つを比べてください。

Console.WriteLine(100 + 20);
Console.WriteLine("100" + "20");

実行結果：

120
10020

1行目は数値の足し算です。

2行目は文字列の連結です。

100 + 20     → 数値の足し算
"100" + "20" → 文字列の連結

" で囲むかどうかで、結果が変わります。

文字列補間を使う

文字列と変数を組み合わせて表示する場合は、文字列補間を使うと読みやすくなります。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string itemName = "ノート";
        int price = 180;
        int quantity = 5;
        int totalPrice = price * quantity;

        Console.WriteLine($"{itemName}を{quantity}個購入しました。");
        Console.WriteLine($"合計金額は{totalPrice}円です。");
    }
}

実行結果：

ノートを5個購入しました。
合計金額は900円です。

$"..." の中で {変数名} と書くと、変数の値を埋め込めます。

文字列補間をおすすめする理由

次の2つのコードを比べてください。

string message = itemName + "を" + quantity + "個購入しました。";

string message = $"{itemName}を{quantity}個購入しました。";

どちらも同じように表示できます。

しかし、文字列補間を使った方が、文章の形が分かりやすくなります。

本研修では、複雑な表示を行うときは文字列補間を積極的に使います。

よくあるつまずき

この章でよくあるつまずきを確認します。

つまずき	原因	対応
`10 / 3` が `3` になる	`int` 同士の割り算になっている	小数が必要なら `double` やキャストを使う
`%` の意味が分からない	割り算の商と余りを混同している	`10 / 3` は `3`、`10 % 3` は `1` と考える
`count = count + 1` が分かりにくい	数学の等号として見ている	右側を先に計算し、左側に代入すると読む
`int number = 1.5;` がエラーになる	`int` に小数を代入している	`double` を使うか、明示的にキャストする
`int.Parse` でエラーになる	入力値が数値ではない	数字を入力する。入力エラー対応は例外処理で学ぶ
`"100" + "20"` が `120` にならない	文字列として連結されている	数値として計算したいなら `"` で囲まない
`$` を付け忘れる	文字列補間にならない	`$"..."` の形になっているか確認する
全角の演算子を使っている	日本語入力がONになっている	半角の `+`、`-`、`*`、`/`、`%` を使う

学んだことチェック

次の項目について、自分で説明できるか確認してください。

ペア確認

研修の進め方によっては、隣の人またはチーム内で説明確認を行います。

次の内容を、自分の言葉で説明してください。

10 / 3 と 10 % 3 の違いは何ですか。
count = count + 1; は何をしているコードですか。
+= はどのような意味ですか。
int と double の違いは何ですか。
Console.ReadLine で受け取った値を計算に使うには、何が必要ですか。
"100" + "20" の結果が 10020 になる理由は何ですか。

説明するときは、完全な答えでなくても構いません。
自分の言葉で説明しようとすることが大切です。

演習課題

この章の演習課題に取り組みます。

制限時間は 45分 です。

時間内にすべて完成しなくても構いません。
できたところまでを保存し、Gitに提出してください。

提出について

制限時間になったら、完成・未完成に関わらず作業を止めます。できたところまでをGitにcommitし、pushしてください。未完成の場合は、どこまでできたかを報告できるようにしておきましょう。

必須課題

まずは、全員が必須課題に取り組んでください。

課題3-1　商品金額計算

次の条件で、商品の合計金額を計算して表示してください。

項目	値
商品名	`"ボールペン"`
単価	`120`
数量	`7`

実行結果例：

商品名：ボールペン
単価：120円
数量：7個
合計金額：840円

条件：

単価、数量、合計金額を変数で管理する
合計金額は計算で求める
表示には文字列補間を使う

課題3-2　割り勘計算

次の条件で、1人あたりの金額と余りを求めてください。

項目	値
合計金額	`3500`
人数	`4`

実行結果例：

合計金額：3500円
人数：4人
1人あたり：875円
余り：0円

条件：

/ を使って1人あたりの金額を求める
% を使って余りを求める
変数名は意味が分かる名前にする

課題3-3　ポイント加算

現在のポイントが 100 あります。

次の処理を順番に行い、各段階のポイントを表示してください。

20ポイント加算
15ポイント利用
2倍キャンペーンで現在ポイントを2倍

実行結果例：

開始時：100
20ポイント加算後：120
15ポイント利用後：105
2倍後：210

条件：

+=、-=、*= を使う
各段階の値を表示する

課題3-4　入力された数量で金額計算

単価 180 円の商品について、購入数をキーボードから入力し、合計金額を表示してください。

実行例：

購入数を入力してください。
5
合計金額：900円

条件：

Console.ReadLine を使う
int.Parse を使って入力値を整数に変換する
合計金額は計算で求める

発展課題

必須課題が終わった人は、発展課題に取り組んでください。

課題3-5　税込金額計算

次の条件で、税込金額を計算してください。

項目	値
商品名	`"マウス"`
税抜価格	`2480m`
消費税率	`1.10m`

実行結果例：

商品名：マウス
税抜価格：2480円
税込価格：2728.0円

条件：

decimal 型を使う
数値の末尾に m を付ける
税込価格は計算で求める

課題3-6　平均点計算

3つの点数を変数に代入し、合計点と平均点を表示してください。

項目	値
点数1	`80`
点数2	`75`
点数3	`92`

実行結果例：

合計点：247点
平均点：82.33333333333333点

条件：

合計点を int 型で求める
平均点は小数が表示されるようにする
キャストを使って平均点を求める

ヒント：

double average = (double)total / 3;

課題3-7　自己紹介文を組み立てる

次の情報を変数に入れ、1つの文章として表示してください。

項目	値の例
氏名	`"山田太郎"`
部署	`"開発部"`
研修日数	`3`

実行結果例：

山田太郎さんは開発部に所属しています。C#研修3日目です。

条件：

文字列補間を使う
変数を3つ以上使う

課題3-8　入力された単価と数量で計算する

単価と数量をキーボードから入力し、合計金額を表示してください。

実行例：

単価を入力してください。
250
数量を入力してください。
6
合計金額：1500円

条件：

Console.ReadLine を2回使う
int.Parse を2回使う
単価と数量を変数に保存する
合計金額を計算して表示する

Gitへの提出

課題が終わったら、できたところまでをGitに提出します。

まず、現在の状態を確認します。

git status

変更されたファイルを追加します。

git add .

コミットします。

git commit -m "Chapter03 演算と演算子"

ファイルサーバー上のリポジトリへpushします。

git push

Gitの操作でエラーが出た場合は、自己判断で同じ操作を繰り返さず、講師に確認してください。

提出前チェックリスト

提出前に、次の項目を確認してください。

この章のまとめ

この章では、演算と演算子について学習しました。

この章で学んだ主な内容は次の通りです。

演算とは、値を使って計算や処理を行うこと
演算子とは、演算を行うための記号である
+、-、*、/ を使って基本的な計算ができる
% を使うと割り算の余りを求められる
int 型同士の割り算では、小数部分が切り捨てられる
+=、-=、*= などで変数の値を更新できる
int と double では扱える値の種類が違う
キャストを使うと、一時的に別の型として扱える
Console.ReadLine の結果は文字列である
int.Parse を使うと、文字列を整数に変換できる
+ は文字列の連結にも使える
文字列補間を使うと、変数の値を文章の中に埋め込める

次章では、条件に応じた処理 を学習します。

条件分岐を使うと、入力された値や計算結果に応じて、実行する処理を変えられるようになります。

第3章 演算と演算子

この章の目的

この章でできるようになること

本章で使用する環境

作業前チェック

3-1 演算とは？ 演算子とは？

演算とは

演算子とは

3-2 算術演算

基本的な計算

整数同士の割り算

余りを求める

商品金額を計算する

1人あたりの金額を求める

エラーになる例：全角記号を使う

3-3 単項演算子

単項演算子とは

符号を反転する

式全体にマイナスを付ける

3-4 代入演算子

代入とは

変数の値を更新する

複合代入演算子

主な複合代入演算子

ポイントを加算する例

エラーではないが読みにくい例

3-5 数値の型変換

int型とdouble型

キャストによる型変換

小数を整数に変換する

エラーになる例：型が合わない代入

入力された文字列を数値に変換する

int.Parseとは

エラーになる例：数字以外を入力する

3-6 文字列の連結

+演算子で文字列をつなげる

文字列と数値をつなげる

文字列連結の注意点

文字列補間を使う

文字列補間をおすすめする理由

よくあるつまずき

学んだことチェック

ペア確認

演習課題

必須課題

課題3-1 商品金額計算

課題3-2 割り勘計算

課題3-3 ポイント加算

課題3-4 入力された数量で金額計算

発展課題

課題3-5 税込金額計算

課題3-6 平均点計算

課題3-7 自己紹介文を組み立てる

課題3-8 入力された単価と数量で計算する

Gitへの提出

提出前チェックリスト

この章のまとめ

第3章　演算と演算子

3-1　演算とは？演算子とは？

3-2　算術演算

3-3　単項演算子

3-4　代入演算子

3-5　数値の型変換

3-6　文字列の連結

課題3-1　商品金額計算

課題3-2　割り勘計算

課題3-3　ポイント加算

課題3-4　入力された数量で金額計算

課題3-5　税込金額計算

課題3-6　平均点計算

課題3-7　自己紹介文を組み立てる

課題3-8　入力された単価と数量で計算する