【プログラミング入門】初心者必見！基礎から理解できるアルゴリズム
プログラミングを勉強していると、アルゴリズムという単語をよく目にするかもしれません。
アルゴリズムとは一体なんでしょうか。聞いたことはあるけどちゃんと答えられないという人も多いのではないでしょうか。
今回はアルゴリズムの基礎的なことを解説していきたいと思います。
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アルゴリズムとは何か？
アルゴリズムという単語はプログラミングの勉強をしていると、よく目にしたり耳にしたりする単語です。
プログラミング初心者の場合、アルゴリズムといわれてもしっかりと理解している人は少ないのではないでしょうか。
アルゴリズムとは一言で言うのは難しいですが、「効率的に答えにたどり着くための手段」と説明するとわかりやすくなるかもしれません。
数学の場合、ひとつの解を求める際にさまざまな求め方があります。
例えば1から100まで足した数を求めなさいという命題があったとします。
1+2+3…と誰もが思いつく方法としては順番に足していく方法です。
しかし数列の和の公式（数学Bに出てきます）のひとつを使うと1回の計算で答えを出すことができます。ちなみに100までの和を計算する公式は以下です。
1/2n(n+1)
答えを出すにはnに100を代入します。
100 / 2 * (100 + 1) = 50 * 101 = 5050
いかがでしょうか。順繰りに足していく方法では99回の計算が必要でした。しかし和の公式を使うと計算が1回で済みます。
計算回数もぐっと減らすことができ、答えを得るまでの時間も短くできました。
アルゴリズムとはこのように、数字の性質を使って効率的に答えを導く手段なのです。
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アルゴリズムを使うメリットとは何か
アルゴリズムを使うと計算回数を減らしたり、答えにたどり着くまでの時間を短縮できると先程ご説明しました。
プログラミングは計算の回数を減らすと実行速度が上がります。
つまりアルゴリズムを使って効率的に計算や検索をすると、処理速度が上がってレスポンスも改善できるのです。
近年のCPUは性能が上がっているので、仮に効率の悪い計算式を使ったコードを書いたとしても問題なく動くことも多いでしょう。
しかしアクセスが少ないうちは問題なく稼動していても、膨大な量のアクセスや計算処理を行うシステムともなると話は違います。
ほんの少しの計算の遅さが積もりに積もってレスポンスの悪いシステムになってしまうこともありえます。
またアルゴリズムを計算に取り入れることで、コードが短くなり可読性が上がります。
ただしアルゴリズムをすべてのプログラマが使いこなせるわけではありませんので、わからないかもと思ったらコードにコメントを入れる優しさを持って臨むことも大切なことです。
まとめると、アルゴリズムを使うと…
- 計算の速度が上がる（レスポンスが改善する）
- コードが短縮できる（可読性が上がる、かも）
アルゴリズムの学習に役立つサイト・書籍
アルゴリズム初心者向けの基礎と入門(C#, Pythonとか)
アルゴリズムが基礎からわかりやすく解説してある学習サイトです。
すべて無料で利用できます。文章も堅苦しくなく、サイトの構成もすっきりと見やすいのでおすすめです。
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アルゴリズムの結果が綺麗なビジュアルで表現されます。
図が動くので視覚的に理解でき、アルゴリズムの理解がしやすくなります。こちらもすべて無料で閲覧できます。
高校数学の美しい物語
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アルゴリズムの理解に役立つ高校数学の公式などのほか、数学に関するさまざまな情報を発信しているサイトです。
説明もわかりやすいので高校数学を学びなおす際にも便利です。
まとめたものが書籍になっていますので書籍の方が良いという方はそちらをお求めになってもいいでしょう。
高校数学の無料学習サイトko-su-
同じく高校数学の内容をわかりやすい文章と簡潔な事例で解説している高校数学の学習サイトです。
扱っているのは数学2と数学Bまでですが、高校の数学を一通りざーっと復習したい方にはおすすめのサイトです。
楽しく学ぶアルゴリズムとプログラミングの図鑑
絵がかわいくて楽しく読めます。
PythonやJavaScriptなどさまざまなプログラミング言語を使ってアルゴリズムのコードが紹介されており、得意な言語でアルゴリズムを使ったプログラミングを体験できるようになっている書籍です。
なっとく！アルゴリズム
アルゴリズムの基礎の基礎から学習できるように、アルゴリズムを丁寧に解説している一冊です。
初心者でもわかるように配慮されているので、本当に何も知らない状態から読んでも読了することができるでしょう。
アルゴリズム図鑑
こちらはGooglePlayとApp Storeで販売されているスマホアプリです。
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わかりやすい説明文と動画でアルゴリズムを順を追って理解できるアプリです。
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まとめ
いかがでしたか？
アルゴリズムの基礎的なことについて解説してきました。
アルゴリズムについては勉強すればするほど奥が深い内容が見えてきます。
プログラミング初心者のうちはプログラミングを動かすことに精一杯で、可読性や計算速度について考慮している余裕はあまりないかもしれません。
しかしプログラミングを効率よく稼動させるためには、アルゴリズムの勉強は避けては通れません。
アルゴリズムの習得を怠らないことで、より高度なプログラミングを書くプログラマーになることができるでしょう。
アルゴリズムは独学でも習得できますが、どうしても一人だと挫折してしまったり、習得のための時間を短縮したいといった場合はプログラミングスクールの活用も検討してみてくださいね。
