第3章変数とデータ型｜情報学入門（データ演習）

この章のねらい

変数とは何かを説明し、Dim で宣言できる
代表的なデータ型を、大きさと範囲で選べる
なぜ型を決めるのか ──誤りを早く見つけるためだと言える
円・球の計算、時間の計算、2 点間の距離を自分で書ける
Dim a, b As Integer がなぜ危ないのかを説明できる

1. 変数とは

値を格納する箱を変数（variable）という。
変数は主記憶装置に作られる（割り当てられる）。
値を変数に格納することを代入（assignment）という。

代入は数学の等式とは違います。i = -1 + 4 * 2 は「右側を計算して、その結果（7）を左の箱に入れる」という操作です。だから i = i + 1 と書けます ── 数学の等式なら成り立ちませんが、「いまの i に 1 を足したものを、i に入れ直す」という意味になります。

動かす① 代入は「箱に入れ直す」こと 1 行ずつ進める

1.1 宣言する

Dim 変数名 As データ型
Dim 変数名1 As データ型, 変数名2 As データ型

宣言によって、実行の直前にどれだけの領域が必要かが決まる
宣言した直後の箱の中身は 0（文字列型なら空文字 ""）。ふつうはすぐ値を代入する
As データ型 は省略できる。省略すると Variant 型になる

この書き方に注意。元資料の書式 Dim 変数名1 As データ型, 変数名2 As データ型 は正しいのですが、実際には次のように途中の As を省いて書いてしまう間違いが非常に多いです。

Dim a, b, c As Integer  ← c だけが Integer。a と b は Variant

Dim a As Integer, b As Integer, c As Integer  ← これが正しい

動いてしまうので気づきにくく、後の章で「なぜか計算結果が合わない」という形で表に出ます。 この教材の処理系は、この書き方をすると橙色の警告を出しますので、下のモデルで一度見ておいてください。

Sub Macro1()
    ' わざと危ない書き方をしてみる
    Dim a, b As Integer

    a = 1
    b = 2
    Cells(1, 1) = "a + b"
    Cells(1, 2) = a + b

    ' 直すとこうなる（上の Dim をこちらに書き換えてみてください）
    ' Dim a As Integer, b As Integer
End Sub

2. データ型

元資料 11・12 枚目のデータ型（値は正しい）
データ型	型名	大きさ	範囲・説明
`Byte`	バイト型	1 バイト	0〜255
`Integer`	整数型	2 バイト	−32,768〜32,767
`Long`	長整数型	4 バイト	−2,147,483,648〜2,147,483,647
`Single`	単精度浮動小数点型	4 バイト	有効桁は約 7 桁
`Double`	倍精度浮動小数点型	8 バイト	有効桁は約 15 桁。小数はふつうこれ
`Currency`	通貨型	8 バイト	小数第 4 位まで正確。金額用
`String`	文字列型	1 文字 2 バイト	最大約 20 億文字
`Date`	日付型	8 バイト	西暦 100 年 1 月 1 日〜9999 年 12 月 31 日
`Boolean`	ブール型	2 バイト	True または False
`Variant`	バリアント型	16 バイト以上	何でも入る。型を決めないとこれになる

元資料の表で String の「大きさ」が 「2 バイト」となっていますが、これは1 文字あたりの大きさです。他の型は「変数 1 個あたり」の大きさなので、同じ欄に並べると読み違えます（可変長の文字列変数は、実際には管理用に 10 バイトほど＋文字数×2 バイトを使います）。表の中で単位が揃っていないので、注記を入れました。

2.1 なぜ型を決めるのか

元資料 10 枚目に、大事な一文があります ── 「元々は、データ型はエラーを発見するために用いられた」。

型を決める利点は 3 つあります。

誤りを早く見つけられる。 「人数」を Integer にしておけば、そこに小数や文字列が入る書き方をしたときに気づけます
必要な記憶の量が決まる。 Integer は 2 バイト、Variant は 16 バイト以上。何万個も並べるとき（第 11 章の配列）に差が出ます
読む人に意図が伝わる。 Dim kosuu As Integer と書いてあれば、「これは個数だから小数にはならない」と分かります。型はコメントの役目もします

逆に Variant ばかり使うと、何を入れる箱なのかが分からず、誤りも見つかりません。 「面倒でも型を書く」ほうが、あとの手間が減ります。

Sub Macro2()
    Dim i As Integer
    Dim n As Long

    ' Integer に入る大きさ
    i = 32767
    Cells(1, 1) = "Integer の上限"
    Cells(1, 2) = i

    ' Long なら平気
    n = 2000000000
    Cells(2, 1) = "Long なら"
    Cells(2, 2) = n

    ' ここを実行するとエラーになる（' を外して試してください）
    ' i = 40000
End Sub

3. 文字列

"（ダブルクォーテーション）で囲まれた文字の並びを文字列（string）といいます。 "ABC"、"法政大学" はどちらも文字列です。

Sub Macro3()
    Dim Str As String
    Dim gakubu As String

    ' セルから読む
    Str = Cells(3, 1).Value
    gakubu = "経営学部"

    ' & でつなぐ
    Cells(4, 1) = Str & gakubu
    Cells(5, 1) = Str & " " & gakubu & " 情報学入門"

    ' 数値もつなげる（数値は自動で文字列になる）
    Cells(6, 1) = "受講者は " & 120 & " 名です"

    ' 文字数を数える
    Cells(7, 1) = "文字数"
    Cells(7, 2) = Len(Str & gakubu)
End Sub

+ ではなく & を使ってください。 VBA では文字列を + でつなぐこともできますが、 数値と混ざったときに足し算をしてしまうことがあります。 "5" + 3 は 8 になり、"5" & 3 は "53" になります。 つなぐつもりなら必ず & ── これで事故が防げます。

4. 練習：円と球

元資料 23 枚目の課題です。半径 r を入力して、次の 4 つを計算します。

円の円周＝ 2πr　　　円の面積＝ πr²
球の表面積＝ 4πr²　　　球の体積＝ 43 πr³

π の値は Application.WorksheetFunction.Pi で取れます（元資料 23 枚目のとおりです）。3.14159265 と書いてもかまいません。

Sub Macro4()
    Dim r As Double
    Dim pi As Double

    r = Cells(1, 2).Value
    pi = Application.WorksheetFunction.Pi

    Cells(2, 1) = "円の円周"
    Cells(2, 2) = 2 * pi * r

    Cells(3, 1) = "円の面積"
    Cells(3, 2) = pi * r ^ 2

    Cells(4, 1) = "球の表面積"
    Cells(4, 2) = 4 * pi * r ^ 2

    Cells(5, 1) = "球の体積"
    Cells(5, 2) = 4 / 3 * pi * r ^ 3
End Sub

体積の式を 4 / 3 * pi * r ^ 3 と書きました。 ここを 4 / (3 * pi * r ^ 3) と書くとまったく違う値になります。掛け算と割り算は左から順に計算されるので、 4 / 3 * pi は「(4÷3)×π」です。迷ったら (4 / 3) * pi * r ^ 3 と括弧を書いてください ── 括弧は多いほうが安全です。

5. 練習：時間の計算

秒数を「○時間○分○秒」に直します。ここで \（整数の割り算）と Mod（余り）が活きます。

Sub Macro5()
    Dim byou As Long
    Dim h As Integer, m As Integer, s As Integer

    byou = Cells(1, 2).Value

    h = byou \ 3600           ' 何時間ぶんあるか（整数の割り算）
    m = (byou Mod 3600) \ 60  ' 残りから何分ぶんか
    s = byou Mod 60           ' さらに残った秒

    Cells(2, 1) = "時間": Cells(2, 2) = h
    Cells(3, 1) = "分":   Cells(3, 2) = m
    Cells(4, 1) = "秒":   Cells(4, 2) = s

    Cells(6, 1) = "まとめて"
    Cells(6, 2) = h & " 時間 " & m & " 分 " & s & " 秒"
End Sub

\ と / を間違えないでください。 7325 / 3600 は 2.034… ですが、 7325 \ 3600 は 2 です。時分秒のような「割った商と余りを両方使う」計算では、 \ と Mod が対になって働きます。

6. 練習：2 点間の距離

点 A(x₁, y₁) と点 B(x₂, y₂) の距離は

d ＝ √( (x₂ − x₁)² ＋ (y₂ − y₁)² )

平方根は Sqr 関数です（Sqrt ではありません）。

Sub Macro6()
    Dim x1 As Double, y1 As Double
    Dim x2 As Double, y2 As Double
    Dim d As Double

    x1 = Cells(2, 2).Value
    y1 = Cells(2, 3).Value
    x2 = Cells(3, 2).Value
    y2 = Cells(3, 3).Value

    d = Sqr((x2 - x1) ^ 2 + (y2 - y1) ^ 2)

    Cells(5, 1) = "距離 d"
    Cells(5, 2) = d

    ' 3, 4, 5 の直角三角形になっているか確かめる
    Cells(6, 1) = "x の差":  Cells(6, 2) = x2 - x1
    Cells(7, 1) = "y の差":  Cells(7, 2) = y2 - y1
End Sub

括弧を落とすとどうなるか。 Sqr(x2 - x1 ^ 2 + ...) と書くと、 ^ が - より先に計算されるので「x₂ − x₁²」になってしまいます。上のプログラムで括弧を 1 つ外して実行し、値がどう変わるか見てみてください ── エラーにならずに間違った答えが出るのがいちばん厄介だ、と体験できます。

7. まとめ

変数は値を入れる箱。代入は「右を計算して左に入れる操作」。だから i = i + 1 と書ける
Dim 変数名 As データ型。省略すると Variant になる
Dim a, b As Integer では a が Variant になる。1 つずつ書く
型を決めるのは誤りを早く見つけるため、必要な記憶量を決めるため、意図を伝えるため
文字列をつなぐのは &。+ は数値と混ざると足し算になる
掛け算と割り算は左から順に。^ はいちばん先。迷ったら括弧
\（商）と Mod（余り）は対で使う。平方根は Sqr

章末問題

付録：元資料からの修正一覧

もとにしたのは「情報学入門（VBA）115-2019」全 33 枚です。

元資料	この教材	種別
データ型の表で `String` の大きさが「2 バイト」	これは1 文字あたりの値で、他の型（変数 1 個あたり）と単位が揃っていない。注記を追加	不正確
`Dim 変数名1 As データ型, 変数名2 As データ型` という正しい書式は示しているが、途中の As を省くと Variant になるという最大の落とし穴に触れていない	警告つきで実演できるようにした。資料 165 では実際にこの書き方（`Dim I, S, SS As Integer`）が使われている	不足
演算子の優先順位と括弧の必要性に触れていない	球の体積（`4 / 3 * pi * r ^ 3`）と距離（`^` が `-` より先）で具体的に示した	不足
文字列の連結について `&` と `+` の違いに触れていない	`"5" + 3` は 8、`"5" & 3` は "53"。つなぐなら必ず &	不足
33 枚のうち多くが Excel 画面と数式の画像で、プログラムが本文になっていない	7 つの実行できるプログラムにした	体裁
代入と数学の等号の違いが明示されていない	1 行ずつ箱の中身が変わる様子を追えるモデルを追加（`i = i + 1` が書ける理由）	不足

元資料で正しかったこと。 データ型の範囲（Integer −32768〜32767、Long ±約 21 億、Boolean 2 バイトなど）、「宣言直後の値は 0 または ""」、「As を省略すると Variant」、「データ型はもともと誤りを発見するために用いられた」という説明、円・球・距離の数式（πr²、4πr²、(4/3)πr³、√の中の 2 乗の和）、 π を Application.WorksheetFunction.Pi で取ること ── いずれも正確です。数式は元資料では上付き文字や根号つきで正しく書かれています （PDF から文字を取り出すと落ちてしまうため、この教材で組み直しました）。