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ハッシュというのは、データを格納する構造の1つです。

配列よりも理解しやすいこともあって、様々なメソッドも準備されており、数多くのRubyプログラムで使われています。

反面、初心者にとっては最初の難関とも言われていますので、丁寧に解説していきます。

ハッシュとは

ハッシュは、配列と同じようにデータを格納することができます。

ただし、配列が各要素へアクセスするためにインデックス(数値)を使うのに比べ、ハッシュではキーと呼ばれる値ごとの名称を使ってアクセスします。

つまり、なんのデータなのかが理解しやすく、結果としてプログラムを読みやすくしてくれるのが特長なのです。

例えば、以下の2つのデータは、どちらが理解しやすいでしょうか?

# 配列
a_points = [96, 75, 50, 92,33]

# ハッシュ
h_points = {"japanese" => 96, "math" => 75, "science" => 50, "social" => 92, "art" => 33}

配列ではただ点数が入っているだけですので、これだけではなんの数値なのかが分かりません。しかし、ハッシュはキーと点数がセットになっていますので、すぐに分かるのではないでしょうか。

また、これらから数学(math)の点数を取得するには、以下のようにします。

a_math = a_points[1]  # math

h_math = h_points["math"]

この処理だけを見ると、ますますハッシュのほうが理解しやすいと思います。

もちろん、このあとで説明するように、ハッシュでも繰り返し処理はできますし、ソートや検索などのメソッドは充実していますので、ハッシュに対して配列のようなアクセスも可能です。

つまり、ハッシュを使うことで、配列で行っている効率的な処理を分かりやすくすることができるのです。

※他のプログラム言語では、「連想配列」や「辞書」などと呼ばれていることもあります。

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ハッシュの初期化

ハッシュを初期化する方法を説明します。

なお、ハッシュが初心者にとっては最初の難関と言われている理由の1つは、いきなりハッシュを勉強しようとするからです。

先に、繰り返しの処理や配列について理解をしていれば、その応用になりますので、初心者であってもハッシュは恐れるに足りません。

なお、繰り返しや配列については、以下の記事で詳しく説明していますので、ぜひお読みください。

【Ruby入門説明書】繰り返し、forについて解説

【Ruby入門説明書】繰り返し、forについて解説

【Ruby入門説明書】繰り返し、eachについて解説

【Ruby入門説明書】繰り返し、eachについて解説

【Ruby入門説明書】配列について解説

【Ruby入門説明書】配列について解説

【Ruby入門説明書】arrayについて解説

【Ruby入門説明書】arrayについて解説

まず、何も入っていないハッシュを宣言する方法を、紹介しましょう。

配列のように、先に空のハッシュを宣言しておいて、処理の中でデータを追加するようなプログラムでは、必ず利用する方法です。

空のハッシュは以下のどちらかの方法で宣言できます。

hashs = {}  # ..........(1)

hashs = Hash.new()  # ..(2)

一般的には(1)を使えば問題ありませんし、(1)のほうが空の配列の宣言とほぼ同じ(かっこの記号が違うだけ)ですので、分かりやすくておすすめです。

ただし、もしデフォルト値という、「存在しないキーでアクセスした場合に返される値」を変更する場合は、(2)の方法で宣言する必要があります。

デフォルト値については、ハッシュのキーや値を取り出す方法を説明するところで、改めて説明しますが、取り急ぎ、newメソッドを使ったデフォルト値の設定方法を紹介しておきます。

hashs = Hash.new("default value!")

以上のようにすると、デフォルト値が"default value!"に設定された空のハッシュができます。

キーと値

最初から何らかのデータを設定したハッシュを宣言したいことのほうが多いかもしれません。

その場合は、以下に記載している3つの方法のいずれかで宣言します。

※なお、キーも値も文字列でも数値でもかまいません。ただし、キーは1つのハッシュに同じキーは使用できませんので注意してください。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 150, "melon" => 5000, "banana" => 100} # ...(1)

fruits_prices = {:apple => 200, :orange => 150, :melon => 5000, :banana => 100} # .......(2)

fruits_prices = {apple: 200, orange: 150, melon: 5000, banana: 100} # ...................(3)

(1)がもっとも古くからある旧来の方法で、多くのサンプルプログラムで使われているでしょう。

以下のような形で宣言します。

{キー1 => 値1, キー2 => 値2, ... }

(2)については、キーが:で始まっていて少し変わっていますが、これはシンボルと呼ばれているもので、文字列をキーにすると「"」で加工必要があって面倒ですので、採用されました。

そのため、キーの部分がシンボルになっているだけで(1)と違いはありません。

(3)は新しい宣言方法ですので、新しいバージョン(1.9以降)のRubyでのみ対応しています。

JSON形式にとても良く似た、以下の形式で宣言しますので、とてもシンプルです。

{キー1: 値1, キー2: 値2, ...}

※なお、今回は値に数値を格納していますが、文字列でも配列でもハッシュでも、ほとんどどんなオブジェクトでも格納することができます。また、(1)の方法では、ハッシュのキーに文字列を使用していますが、キーについてもほぼどんなオブジェクトでも利用できます

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ハッシュのキーや値を取り出す

ハッシュの宣言ができましたので、次は値を取得しましょう。

値の取得については、冒頭に簡単に紹介していますが、ハッシュの場合はキーも取得することもできます。

また、キーの存在有無などの判定も、合わせて紹介しましょう。

値の取得

ハッシュから値を取得する方法は、キーを使って要素を指定するイメージです。

ただし、上で紹介した(1)から(3)の宣言方法によって、キーの指定方法が違いますので、気を付けなければいけません。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100} # ...(1)
puts(fruits_prices["melon"])

fruits_prices = {:apple => 200, :orange => 100, :melon => 5000, :banana => 100} # .......(2)
puts(fruits_prices[:melon])

fruits_prices = {apple: 200, orange: 100, melon: 5000, banana: 100} # ...................(3)
puts(fruits_prices[:melon])

キーがなかった場合

値を取得するために、キーを使ってハッシュにアクセスする必要がありますが、もしキーの設定を間違えていた場合など、ハッシュの中にないキーでアクセスしてしまう場合があります。

その場合に、返ってくるのが、デフォルト値です。

デフォルト値は、変更しなかった場合は「nil」になっています。試してみましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100} # ...(1)
if fruits_prices["peach"] == nil
  print("nil")
else
  print(fruits_prices["peach"])
end

※そのままでは何も表示されませんので、ifで確認しています。

上述しているように、デフォルト値はnewメソッドで変更することができます。その場合の動作も確認しておきましょう。

hashs = Hash.new("default value!")
print(hashs["peach"])

「default value!」と表示されたと思います。

キーの有無を調べる

前述のとおり、キーがなければ「nil」が返ってきますので、処理するうえで面倒な場合があります。

そんな場合は、ハッシュにアクセスする前にキーが存在しているかどうかを確認すれば良いでしょう。

そのための、以下のような便利なメソッドが用意されています。

メソッド 機能
has_key? ハッシュにキーが存在すればtrue、なければfalseを返す
key?
include?
member?
has_key?の別名

具体的なプログラムを見てみましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100} # ...(1)
if fruits_prices.has_key?("peach")
  print(fruits_prices["peach"])
else
  print("キーがありません")
end

なお、has_key?メソッドと同様に、値が存在するかどうかを確認するhas_value?メソッドも存在します。

キーを取得

最後に、ハッシュの値からキーを取得する方法を紹介します。

次の方法が用意されています。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}

puts(fruits_prices.invert[100])

値については、同じものが存在することが許されていますので、最初に見つけた値のキーを取得します。

ただし、上のプログラムのように、宣言したときの順番ではなく、キーの昇順で並べた後で検索して最初に見つけた要素のキーを取得しますので、注意が必要です。

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ハッシュの追加、削除、値の変更、ソート

宣言と初期化、キーや値の取得ができるだけでは、プログラムとしては片手落ちです。

新たな要素を追加、削除、変更するのは、プログラムを作る上では、とても頻度が高い処理ですし、ソートすることで、処理が効率よくできます。

ここでは、これらのハッシュを操作する方法を説明します。

値の変更と要素の追加

すでにある値の変更と要素の追加は、同じメソッドを使うことで処理できます。そのため、参照しようとして追加してしまうことがありますので、キーが存在するかどうかの事前確認は必須と言えるかもしれません。

値の変更と要素の追加を行うメソッドは、以下の4種類です。

メソッド 機能
[]= ハッシュにキーが存在すれば値を変更、なければキーと値のペアを末尾に追加します。
store ハッシュにキーが存在すれば値を変更、なければキーと値のペアを末尾に追加します。
update
merge!
ハッシュにハッシュを結合する。もととなるハッシュと同じキーの要素があれば、値を変更する
merge ハッシュにハッシュを結合する。もととなるハッシュと同じキーの要素があれば、値を変更する。戻り値として結合・変更されたハッシュを返し、もとのハッシュには影響を与えない

[]=メソッド

すでにある要素の値の変更と要素の追加を行う、とてもシンプルな方法で、変数への代入と同じ操作を行うと考えれば良いでしょう。

ハッシュ[キー] = 値

とてもシンプルですが、サンプルプログラムを掲載しておきます。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

fruits_prices["apple"] = 500
print(fruits_prices, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>500, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}

このときに、存在しないキーであれば、自動的に追加されます。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

fruits_prices["peach"] = 500
print(fruits_prices, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100, "peach"=>500}

storeメソッド

代入と同じ操作を行うメソッドが、storeメソッドです。

ハッシュ.store(キー, 値)

動きとしては代入とまったく同じで、すでにあるキーであれば値を変更し、ないキーであれば要素を追加します。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

fruits_prices.store("apple", 500)
fruits_prices.store("peach", 500)
print(fruits_prices, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>500, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100, "peach"=>500}

なお、storeメソッドは破壊的メソッドですので、もとのハッシュを書き換えます。無用な書き換えが行われないように注意が必要です。

updateメソッド

ハッシュにハッシュを追加する場合は、updateメソッドを使うことで連結することができます。storeメソッドと同じく、破壊的メソッドで、同じキーがあった場合は変更されます。

なお、storeメソッドは、merge!メソッドの別名です。

ハッシュa.update(ハッシュb)

ハッシュaの末尾にハッシュbを結合します。

このとき、ハッシュaにハッシュbと同じキーが存在すれば、ハッシュbの値で上書きされます。

fruits_prices = {"apple" => 200, "melon" => 5000, "banana" => 100}
add_fruits = {"pear" => 300, "strawberry" => 1000, "apple" => 800}
print(fruits_prices, "\n")

fruits_prices.update(add_fruits)
print(fruits_prices, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>800, "melon"=>5000, "banana"=>100, "pear"=>300, "strawberry"=>1000}

mergeメソッド

updateメソッド(merge!メソッド)と同じ動きをしますが、もとのハッシュに影響を与えず、戻り値として結合/変更したハッシュを返すメソッドです。

もとのハッシュに影響を与えたくない場合に利用すれば良いでしょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "melon" => 5000, "banana" => 100}
add_fruits = {"pear" => 300, "strawberry" => 1000, "apple" => 800}
print(fruits_prices, "\n")

result = fruits_prices.merge(add_fruits)
print(fruits_prices, "\n")  # 影響がないことを確認するために、表示させる
print(result, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>200, "melon"=>5000, "banana"=>100}
{"apple"=>800, "melon"=>5000, "banana"=>100, "pear"=>300, "strawberry"=>1000}

ハッシュの削除

ハッシュの追加をするのであれば、削除もできたほうが良いでしょう。

削除については以下の2種類のメソッドがあります。

メソッド 機能
delete 指定したキーの要素を削除する。
delete_if 条件を満たす要素をすべて削除する。

deleteメソッド

引数に指定したキーの要素を削除します。破壊的メソッドですので、もとのハッシュから指定したキーの要素が削除されますので、注意が必要です。

もし、キーが存在しなかった場合は何もせず、戻り値としてnilを返します。(削除に成功した場合は、削除した要素の値を返します)

ハッシュ.delete(キー)

なお、以下のような構文にする(ブロックを渡す)と、キーがなかった場合の戻り値を指定することができます。

ハッシュ.delete(キー) do |変数|
戻り値
end

なお、変数には、指定したキーが入ります。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

# appleを削除
result = fruits_prices.delete("apple")
print("Delete - ", result, ": ", fruits_prices, "\n")

# peach(存在しない)を削除
result = fruits_prices.delete("peach") do |k|
  k + " is nothing! "
end
print("Delete - ", result, ": ", fruits_prices, "\n")


(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
Delete - 200: {"orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
Delete - peach is nothing! : {"orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}

delete_ifメソッド

指定した条件を満たす要素すべてを削除することができるのが、delete_ifメソッドです。

以下のような構文になっており、キーを指定する必要もなく、キーと値どちらでも条件を設定できますので、データの整理には使い勝手の良いメソッドではないでしょうか。

ハッシュ.delete_if do |k, v|
削除条件
end

なお、要素の数だけ繰り返して削除条件が成立するかを確認しつつ削除します。その確認時に、kにはキー、vには値が格納されますので、削除条件でこれらを使用することができるわけです。

datas = {dummy: 100, praice1: 500, price2: 0, price3: 1000, price4: 0}
print(datas, "\n")

# データ整理(dummyと0の要素を削除)
datas.delete_if do |k, v|
  k == :dummy or v == 0
end
print(datas, "\n")

(結果)

{:dummy=>100, :praice1=>500, :price2=>0, :price3=>1000, :price4=>0}
{:praice1=>500, :price3=>1000}

ハッシュのソート

配列と同じく、ハッシュにもsortメソッドがあり、簡単に並べ替えができるようになっています。

しかし、ハッシュには要素ごとにキーと値がありますので、どちらで並べ替えるかという問題が出てきます。

そのため、sortメソッドの使い方を工夫しなければいけません。

順を追って説明していきましょう。

キーで並べ替える

ハッシュをキーの昇順に並べ替えるのは、とてもシンプルです。

ハッシュ.sort

これだけで、キーの昇順に並べ替えられます。

また、キーの降順もそれほど難しくありません。

ハッシュ.sort.reverse

具体的なプログラムで確認してみましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

# 昇順で並べ替え
result = fruits_prices.sort
print("ASC  - : ", result, "\n")

# 降順で並べ替え
result = fruits_prices.sort.reverse
print("DESC - : ", result, "\n")


(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
ASC  - : [["apple", 200], ["banana", 100], ["melon", 5000], ["orange", 100]]
DESC - : [["orange", 100], ["melon", 5000], ["banana", 100], ["apple", 200]]

値で並べ替える

値で並べ替えるためには、sortメソッドの比較処理を変更してやることで、処理します。

sortメソッドの比較処理は、以下の構文に従ってsortメソッドにブロックを渡すことで変更することが可能です。

ハッシュ.sort do |要素1, 要素2|
  比較処理
end

※sortメソッドは、じつは配列のsortメソッドと同じものです。そのため、<リンク>「【Ruby入門説明書】arrayについて解説」のsortについても、目を通しておくようにしてください。

このとき、要素1と要素2には、ハッシュの要素を[キー, 値]としたものが渡されます。

そして、通常のsortメソッドの比較処理は「要素1[0] 要素2[0]」という処理になっています。これは、要素1と要素2、それぞれの1つめの要素であるキーを比較しているということを表しています。

つまり、要素1のキーと要素2のキーを比較して、要素1のキーのほうが小さければ-1、同じなら0、要素2のキーのほうが小さければ1の値が返ってくる比較処理をもとに、並べ替えを行っているということです。

このことをもとにして、値で並べ替えを行いましょう。

まずは、値で昇順にする場合は、次のようになります。

ハッシュ.sort do |要素1, 要素2|
  要素1[1] <=> 要素2[1]
end

ポイントは、比較処理の[1]の部分です。こうすることで、[キー, 値]配列の値をしているわけです。

また、値で降順にするには、次のようになるでしょう。

ハッシュ.sort do |要素1, 要素2|
  要素2[1] <=> 要素1[1]
end

こちらも値を指定しているところは昇順と同じですが、降順にするため、比較処理の要素1と要素2が入れ替わっています。こうすることで、要素1が小さい場合に1、大きい場合に-1が返ってきて、昇順の場合と反対になるわけです。

具体的に並べ替えてみましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

# 昇順で並べ替え
result = fruits_prices.sort do |a, b|
  a[1] <=> b[1]
end
print("ASC  - : ", result, "\n")

# 降順で並べ替え
result = fruits_prices.sort do |a, b|
  b[1] <=> a[1]
end
print("DESC - : ", result, "\n")

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
ASC  - : [["orange", 100], ["banana", 100], ["apple", 200], ["melon", 5000]]
DESC - : [["melon", 5000], ["apple", 200], ["banana", 100], ["orange", 100]]

ハッシュと配列

上述の並べ替えの結果を見て、気が付いた人もいるかもしれませんが、じつはsortメソッドの戻り値は、配列になっています。

つまり、内部的にハッシュから配列に変換されたあとに並べ替えられ、その結果が出力されているということです。

そのため、並べ替えた結果をハッシュで欲しい場合は、もうひと手間かけなければいけませんが、じつは、配列とハッシュは簡単に相互変換できるようになっています。

それが以下の2つのメソッドです。

メソッド 機能
to_h 配列からハッシュへ変換する
to_a ハッシュから配列へ変換する

具体的なプログラムで、その動きを確認しましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

# 昇順で並べ替え
result = fruits_prices.sort
print("Array  - : ", result, "\n")
print("Hash   - : ", result.to_h, "\n")  # ハッシュに変換
print("Array  - : ", result.to_a, "\n")  # Arrayに戻す

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
Array  - : [["apple", 200], ["banana", 100], ["melon", 5000], ["orange", 100]]
Hash   - : {"apple"=>200, "banana"=>100, "melon"=>5000, "orange"=>100}
Array  - : [["apple", 200], ["banana", 100], ["melon", 5000], ["orange", 100]]

以上のように、ハッシュと配列は容易に変換できるようになっているのです。

じつは、ハッシュオブジェクトもArrayオブジェクトも、共通のEnumerableオブジェクトから作られており、共通のメソッドが多数存在しています。

繰り返し処理(each)

前述のとおり、ハッシュは配列とは多くの点で似通っています。

そのため、eachメソッドでの繰り返し処理についても、同様の使い方ができるのです。

念のため、eachメソッドの構文を紹介しておくと、以下のようになっています。(詳しい使い方は【Ruby入門説明書】繰り返し、eachについて解説を参照してください)

オブジェクト.each do |変数|
  処理
end

ただし、繰り返し処理内での変数の取り方が、配列のように単純ではありませんので、このままではうまくいきません。なぜなら、すでに説明しているとおり、ハッシュの要素には、キーと値があるからです。

ハッシュのeachメソッドを扱う場合は、次のような構文になります。

オブジェクト.each do |変数(キー),変数(値)|
  処理
end

キーと値の両方を格納する変数を準備しておくわけです。

プログラムを動かして、確認してみましょう。

fruits_prices = {"apple" => 200, "orange" => 100, "melon" => 5000, "banana" => 100}
print(fruits_prices, "\n")

# 繰り返してキーと値を表示
fruits_prices.each do |key, val|
  print(key, ":", val, "\n")
end

(結果)

{"apple"=>200, "orange"=>100, "melon"=>5000, "banana"=>100}
apple:200
orange:100
melon:5000
banana:100

なお、キーだけや値だけを使って繰り返したい場合には、次のようなメソッドも準備されています。

メソッド 機能
each_key ハッシュからキーを取り出しながら繰り返す
each_val ハッシュから値を取り出しながら繰り返す

これらを使うと、配列のeachメソッドとまったく同じ使い方ができますので、キーだけや値だけを使用したい場合は、プログラムがすっきりすると思います。

まとめ

ハッシュについて、説明しました。

何度も書きますが、ハッシュは初心者の最初の難関と言われていますが、実際のところはそこまで難解ではありません。

順を追ってしっかりと押さえていけば、配列と同じように扱える、分かりやすいものなのです。

プログラムの効率を上げつつ、可読性を上げることができるハッシュを、積極的に使っていきましょう。


・ハッシュはインデックスではなくキーを使って要素にアクセスする
・ハッシュのキーと値には、値でも文字列でもなんでも格納できる
・初期化には、={}の形がシンプル
・代入や変更には、[]=メソッドが便利
・削除や並べ替え、繰り返しは、配列とほぼ同じようにできる。ただし、キーと値があるため、工夫が必要
・ハッシュから配列への変換はto_aメソッド
・配列からハッシュへの変換はto_hメソッド

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