プログラミングのフローチャートとは？書き方のコツと記号を解説

プログラミングのフローチャートは、処理の流れを視覚的に表現する図で、プログラムのロジックを理解しやすくし、開発やデバッグを効率化します。

この記事では、フローチャートで使われる記号の種類や書き方のコツもわかりやすく解説します。初心者の方にも理解しやすい内容ですので、ぜひ参考にしてください。

プログラミングのフローチャートとは？

フローチャートは、プログラムの処理の流れを視覚的に表現する図です。

これにより、プログラムのロジックを理解しやすくし、開発やデバッグを効率化します。

フローチャートの重要性

プログラムは複雑で、特に規模が大きくなると把握しにくくなります。

フローチャートは、プログラムの全体像を把握し、論理的に処理の流れを組むために有効なツールです。
視覚的にわかりやすく、プログラムの設計やデバッグを効率的に行うことができます。

フローチャートのメリット

フローチャートを用いることで、以下のようなメリットがあります。

処理の流れを明確にする: プログラムの理解を容易にします。
設計ミスを防ぐ: 設計段階でミスを発見しやすくします。
効率的にプログラムを作成する: 作成効率を向上させます。
デバッグを容易にする: 問題箇所を特定しやすくします。

フローチャートの活用シーン

フローチャートは以下のような場面で活用されます。

設計段階: 処理の流れを明確にするため
デバッグ段階: 問題箇所を特定するため
初心者の学習: プログラミングを理解するため
チームでの共有: 処理の流れを共有するため

フローチャートを活用することで、プログラムの全体像を把握しやすくなり、論理的な思考を促し、設計ミスを減らすことができます。

また、デバッグを効率的に行えるため、プログラミング初心者でも理解しやすくなります。

フローチャートを活用する利点

フローチャートはプログラミングにおいて非常に便利なツールです。以下のような利点があります。

業務効率の向上

フローチャートを作成することで、プログラム全体の構造を把握し、効率的な開発を進めることができます。
また、問題が発生した場合でも、フローチャートを参考に原因を特定しやすくなります。

業務プロセスを視覚化することで、各ステップを明確化し、ボトルネックや無駄な作業を特定することができます。
これにより、業務の改善点を見つけ出し、効率化を図ることが可能になります。

フローチャートを活用することで、以下のようなメリットが得られます。

業務の標準化: 誰が実行しても同じ結果が得られるようになり、業務の品質向上につながります。
ミス防止: ミスが発生しやすい箇所を特定し、事前に防ぐための対策を講じることが可能になります。
問題解決: 問題が発生した際の原因を分析し、効率的に問題解決を行うことができます。

無駄な設計を回避

フローチャートを作成することで、プログラムに必要な処理を明確にし、無駄な処理や冗長なコードを削減することができます。
これにより、より効率的なプログラムを開発することができます。

プログラムを記述する前にフローチャートを作成することで、プログラムの全体像を把握し、問題点を洗い出すことができます。

チームメンバーとの共有

フローチャートは視覚的に分かりやすいので、プログラミングの知識がない人でも理解することができます。そのため、チームメンバー間のコミュニケーションを円滑にし、開発プロセスの効率化を図ることができます。

具体的には、以下のような利点があります。

設計ミスの削減: チームメンバー全員がフローチャートを確認することで、設計ミスを早期に発見することができます。
作業の分担が容易: 各タスクの処理の流れを明確に示しているので、開発作業の分担が容易になります。
進捗状況の把握: 処理の流れを視覚的に示しているので、開発進捗状況を把握しやすくなります。

これらの利点により、チーム開発におけるコミュニケーションコストを削減し、開発効率を向上させることができます。

フローチャートの書き方のポイント

フローチャートは、プログラムの処理の流れを図形と矢印を使って視覚的に表現するものです。複雑なプログラムでも、フローチャートを用いることで処理の流れを理解しやすくなります。

以下のポイントを押さえることで、より見やすいフローチャートを作成することができます。

処理の流れを記号で表現

フローチャートは、プログラムの実行順序を記号を使って視覚的に表現した図です。主な記号は以下のとおりです。

開始/終了: 丸で表され、プログラムの開始点と終了点を示します。
処理: 四角形で表され、プログラムの実行ステップを示します。
判断: ひし形で表され、条件分岐を示します。
結合: 円形で表され、複数の流れが合流することを示します。
ループ: 矢印で表され、繰り返し処理を示します。

これらの記号を組み合わせて、プログラムの実行順序を表現します。

各記号の意味を理解する

各記号の意味を理解することは、フローチャートを正確に作成するために重要です。以下は代表的な記号です。

処理: 長方形で表され、プログラムの実行手順を示します。
判断: 菱形で表され、条件分岐を示します。
開始: 円形で表され、プログラムの開始点を示します。
終了: 四角形で表され、プログラムの終了点を示します。

これらの記号の意味を理解し、正しく使用することで、フローチャートの内容が正確に伝わります。

わかりやすい図形と矢印を使用する

フローチャートを作成する際には、わかりやすい図形と矢印を使用することが重要です。
図形や矢印が複雑すぎると、フローチャートの理解が難しくなります。
シンプルで明確な図形と矢印を使用しましょう。

複雑な処理は分割して表現する

複雑な処理は、一つのフローチャートにまとめるのではなく、分割して表現することが推奨されます。これにより、各処理の流れが明確になり、理解しやすくなります。

プログラミングにおけるフローチャートの3つの流れ

フローチャートは、プログラミングの過程を視覚的に表現する図で、プログラムの流れを理解しやすくし、問題解決やアルゴリズムの開発に役立ちます。

フローチャートは、主に3つの流れで構成されています。
これらの流れを組み合わせることで、複雑なプログラムもわかりやすく表現できます。

1. 順次

順次は、処理が上から下へと順番に実行される流れです。分岐や繰り返しがないため、シンプルで理解しやすいフローチャートになります。

順次の特徴

処理は上から下へと順番に実行される
分岐や繰り返しがない
シンプルで理解しやすい

順次の例

以下の手順で数値の合計を計算するプログラムを考えてみましょう。

変数 sum を 0 に初期化する
数値を入力する
sum に入力された数値を加算する
2 と 3 の処理を繰り返す
sum の値を出力する

このプログラムのフローチャートは、次のようになります。

開始
↓
数値を入力
↓
sumに数値を加算
↓
数値を入力するか判定
↓
はい：2 へ戻る
↓
いいえ：sumを出力
↓
終了

順次は単純な処理を順番に実行する場合に適しています。分岐や繰り返しが必要な複雑な処理には、他の流れを組み合わせる必要があります。

2. 分岐

分岐は、条件に基づいて処理の経路を分岐させる流れです。フローチャートで分岐を表すには、以下の記号を使用します。

菱形: 条件を記述するための記号
矢印: 条件が真の場合と偽の場合に進む処理経路を接続するための記号

分岐の使用例

以下は、分岐の例です。

開始
↓
入力値の取得
↓
入力値が0より大きいか？
↓
はい:
処理A
↓
終了
↓
いいえ:
処理B
↓
終了

このフローチャートでは、最初にユーザーから入力値を取得し、その後、入力値が0より大きいかどうかを条件として分岐します。
入力値が0より大きい場合は処理Aを実行し、入力値が0より小さい場合は処理Bを実行します。

3. 繰り返し（反復）

繰り返し（反復）処理は、同じ処理を何度も繰り返す流れです。
プログラムでは、ループ構造と呼ばれる記号を用いて表現されます。

ループ構造には、以下の2種類があります。

forループ: 繰り返し回数を予め指定してループ処理を行う
whileループ: 条件が満たされるまでループ処理を行う

ループ処理の要素

初期値: 繰り返しの開始値
条件式: 繰り返しの終了条件

ループ処理は、繰り返し処理が必要なタスクを自動化し、プログラムを簡潔に記述するために重要な概念です。

例えば、1から100までの整数の合計を計算する場合、ループ処理を用いることで、個別に加算するよりも効率的に計算することができます。

フローチャートの記号の種類

フローチャートを作成する際に重要な要素となるのは、使用する記号です。
フローチャートの記号は、それぞれ明確な意味を持ち、情報を正確に図示するのに役立ちます。ここでは、主な記号の種類について簡単に紹介します。

これらの記号を適切に組み合わせることで、複雑な処理の流れをわかりやすく図示することができます。

端子

フローチャートの端子は、処理の開始点と終了点を表す記号です。

通常、楕円形で表され、”スタート”や”エンド”などのラベルが付けられます。
端子は、プログラムの開始と終了を示すため、フローチャートには必ず1つ以上の端子が必要です。
また、端子は常にフローチャートの始まりと終わりに配置されます。

処理

プログラムの実行における具体的な手順や操作を指します。
処理は、様々な記号を用いて表現され、その流れを視覚的に理解することができます。

処理には、大きく分けて3つの流れがあります。

順次: 一連の処理を順番に実行します。
分岐: 条件によって、異なる処理に分岐します。
繰り返し（反復）: 特定の条件が満たされるまで、同じ処理を繰り返します。

処理の具体的な内容としては、以下のようなものが挙げられます。

変数の宣言や初期化
計算処理
データの入力・出力
条件分岐
ループ処理
関数呼び出し

処理は、プログラムの骨格となる重要な要素であり、その設計がプログラムの効率性や正確性に大きく影響します。
フローチャートを利用することで、処理の流れを明確化し、プログラムの理解や開発を容易にすることができます。

判断

判断記号は、条件分岐を表す記号です。ひし形で表され、条件が満たされるかどうかによって処理が分岐します。
判断記号を使用することで、プログラムの流れを視覚的に理解しやすくなります。

ループ

ループとは、プログラムの処理を一定の回数繰り返したり、条件を満たすまで継続的に実行する処理のことです。
フローチャートでは、処理の反復や条件分岐を表す記号を使って表現されます。

ループ処理には主に3種類あります。

カウンタ付きループ: ループの回数をあらかじめ設定して処理を繰り返す方法です。
前条件ループ: 処理を開始する前に条件を満たしているかどうかを確認し、満たしていればループ処理を実行する方法です。
後条件ループ: 処理を実行した後、条件を満たしているかどうかを確認し、条件を満たしていればループ処理を継続する方法です。

ループ処理の具体的な使い方は以下のとおりです。

特定数のデータ処理
条件を満たすまで処理を繰り返す
データの検索やソート

定義済み処理

定義済み処理とは、予め定義された処理を呼び出すことで、処理を簡略化する方法です。
プログラミングでは、同じ処理を複数回記述する場面が多くあります。定義済み処理を用いることで、これらの処理を一度だけ定義し、必要に応じて呼び出すことができます。

定義済み処理には、関数とサブルーチンがあります。
関数は、引数を受け取り、値を返す処理です。サブルーチンは、引数を受け取り、値を返さない処理です。

定義済み処理は、コードの再利用性を高め、開発効率を向上させることができます。また、定義済み処理は、他のプログラマーがコードを理解しやすくするのに役立ちます。

定義済み処理の例としては、以下のものがあります。

文字列の結合
数値の計算
ファイルの読み書き
データベースへのアクセス

これらの処理は、多くのプログラミング言語で定義済み処理として用意されています。
プログラミングを行う際には、定義済み処理を積極的に活用することで、開発効率を向上させ、コードの品質を向上させることができます。

入出力

プログラムにおいて、入出力を処理することは重要な要素です。

フローチャートでは、入出力に関する処理は専用の記号を用いて表現します。
入出力の記号は、データを入力する箇所や、データを出力する箇所を表します。入出力処理には、ファイル操作、データの読み込みや書き込み、ユーザーとのインタラクションなど様々な場面で用いられます。

プログラムの設計において、入出力処理は欠かせない要素です。
フローチャートを用いて入出力処理を適切に設計することで、プログラムをより効率的かつ正確に実行できるようになります。

結合子

結合子は、異なるページのフローチャートを接続するために使用される記号です。
これは、フローチャートが複雑になり、1つのページに収まらなくなった場合に役立ちます。外部結合子には、2つのタイプがあります。

入出力結合子: これは、フローチャートの入出力点を示します。
処理結合子: これは、2つの異なるページの処理を接続します。

外部結合子を使用するには、まず、結合子に名前を付けます。
次に、結合子の名前を、結合したいページの開始点または終了点に書き込みます。
外部結合子を使用すると、フローチャートをより明確に表現することができます。これは、複雑なフローチャートを理解しやすくするのに役立ちます。

例

ページ1

開始 -> 処理1 -> 外部結合子(A) -> 終了

ページ2

外部結合子(A) -> 処理2 -> 外部結合子(B) -> 終了

この例では、外部結合子を使用して、2つのページの処理を接続しています。
外部結合子(A)は、ページ1の処理1とページ2の処理2を接続します。
外部結合子(B)は、ページ2の処理2と終了を接続します。

まとめ

プログラミングのフローチャートは、複雑な処理の流れを視覚的に理解しやすくするための強力なツールです。

この記事で紹介した記号や書き方やツールを活用することで、効率的なプログラム開発が可能になります。
初心者の方も、フローチャートを使ってプログラムの全体像を把握し、設計やデバッグをスムーズに進めましょう。
フローチャートをマスターすることで、プログラミングのスキルが一段と向上します。