アルゴリズムとプログラムの違いとは？日常的な例を使ってわかりやすく解説

「アルゴリズムとプログラムはどう違うの？」
「それぞれの違いを知りたい」

と思うことはありませんか？

プログラミングの学習をしていると、よくそれぞれの単語を見かけますよね。

では、アルゴリズムとプログラムはそれぞれどのような関係性なのでしょうか？

そこで今回は、

について詳しく解説します。

この記事を見ればアルゴリズムとプログラムの違いを理解できます。

ぜひ最後まで読んでみてくださいね。

アルゴリズムとプログラムそれぞれの意味を解説

まずは、アルゴリズムとプログラムのそれぞれの意味を解説します。

結論、それぞれの意味は以下のとおりです。

同義にされがちですが、それぞれ意味合いと役割は大きく異なります。

具体的に解説します。

1.アルゴリズムとは、問題・課題を解決するための計算・処理手順

アルゴリズムとは、問題・課題を解決するための計算・処理手順のことです。

IT関連の話でよく耳にする言葉ですが、IT用語ではありません。

普段何気なく使用している機能にもアルゴリズムは活用されています。

そして、アルゴリズムは「フローチャット」によって図式化が可能。

可視化することで、

上記のことを検討できます。

2.プログラムとは、コンピュータに特定の処理をさせるための指示

一方で、プログラムは、コンピュータに特定の処理をさせるための指示を指します。

いわば「指示書」です。

ここで言う「指示」をおこなうのは、プログラミング言語です。

事前に決定したアルゴリズム（手順）を元に、プログラミング言語でコンピュータに指示を出します。

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アルゴリズムとプログラムの違いや関係性を解説

アルゴリズムとプログラムの違いと関係性を見ていきましょう。

アルゴリズムとプログラムを一言で表すと、以下のとおりです。

プログラムはアルゴリズムに従って動きます。

そのため、アルゴリズムが目的に最適な手順でなければ、プログラムも目的からかけ離れた指示を出します。

つまり、アルゴリズムはプログラムに作用する関係にあり、お互いの内容・出力手段が最適になってはじめて課題解決につながります。

アルゴリズムとプログラムの日常例をそれぞれ解説

日常例をもとに、より具体的にアルゴリズムとプログラムを解説します。

日常にはアルゴリズムとプログラムが用いられた仕組みやサービス、製品が溢れています。

実例を把握することで、より本質的にそれぞれの意味・違いが理解できるでしょう。

1.アルゴリズムの日常例

交通機関の乗り換え計算を例に見ていきましょう。

例えば、A駅からD駅に向かいたいとします。

目的地のD駅まで向かう手段は、

このように、手段によって所要時間・乗り換え回数・料金は異なります。

何を優先させるかによってアルゴリズムは変わるため、目的に合ったアルゴリズムの構築が重要。

2.プログラムの日常例

プログラムの日常例には以下のようなものがあります。

例えば、料理のレシピには一つひとつ順番に調理工程が書かれています。

食材を着る順番から煮込む時間まで詳細に書かれているため、誰でもスムーズに滞りなく調理が可能。

つまり、指示書となるプログラムの精度は、出力結果に大きく作用すると言うことです。

コンピュータにおいても同様です。

コンピュータが理解できる言葉でなければ、システムは作動しません。

プログラムの作り方5ステップとは！おすすめのプログラミング言語7選などを解説

アルゴリズムが重要視される2つの理由

プログラムを起動する上で、基盤となるのがアルゴリズムです。

どのようなアルゴリズムでも良いというわけではありません。

具体的には、以下の2つの理由でアルゴリズムが重要視されています。

具体例を挙げて解説します。

1,プログラムの処理能力が向上する

無駄のないアルゴリズムを構築することで、プログラムの処理能力が向上します。

なぜなら、効率的なアルゴリズムを組むことで、プログラムの起動回数を抑えられます。

人参のいちょう切りを例えに考えてみましょう。

• Aの方法
  ①輪切りに10枚切る。(切った回数9回)
  ②輪切りにしたものを4等分に切る。(切った回数20回)
  ＝包丁を入れた回数　計29回
• Bの方法
  ①縦4本に切る。(切った回数3回)
  ②切った4本を2本ずつ横で切る。(カットした回数9×2回)
  ＝包丁を入れた回数　計21回

このように、出来上がるものは同じでも、アルゴリズム（処理手順）によって要した回数・時間に差が出ます。

データ量が多く、プログラムの起動回数が増える見込みのある作業ほど、アルゴリズムの重要性を実感できます。

無駄のないアルゴリズムでプログラムの処理能力を向上させましょう。

2.保守性を高められる

誰でも理解できる効率の良いアルゴリズムを組むことで、保守性が高まります。

コンピュータにおける「保守」とは、正常な状態を保つこと。

仕様書の役割を持つ「プログラム」は、急遽機能を追加・修正があります。

そのため、正常な状態を保つには、常に変化に順応できるアルゴリズムの構築が必須。

最初にアルゴリズムを構築した人以外でも、すぐに修正できるようなわかりやすいアルゴリズムを組むことで、保守性は高まります。

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受講料はかかってしまいますが、短期間で効率よくプログラミングスキルを習得することが可能です。

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代表的なアルゴリズム4つを解説

代表的なアルゴリズムには、以下の4つがあります。

アルゴリズムは、TwitterやInstagramなどのSNSや、Googleの検索サービスなど、身近なものに活用されています。

ひとつずつ解説します。

1.検索アルゴリズム

検索アルゴリズムとは、複数のデータの中から条件に一致した値を見つけだすアルゴリズムを指します。

もっとも馴染みのある例は、Googleの検索サービス。

検索結果に現れるWebページは、ホームページの重要性やキーワードとの関連性を評価し、検索表示順が決められています。

そのため、SEO対策を行う上で、アルゴリズムの理解が重要視されています。

2.幾何学系アルゴリズム

幾何学系アルゴリズムとは、幾何学の言葉で述べられるアルゴリズムを指します。

幾何学は、図形や空間に特化して研究する数学の部門のこと。

研究過程において図形を数値計算する際に用いられるアルゴリズムです。

3.ソートアルゴリズム

ソートアルゴリズムとは、その名のとおりソート（並び替え・整理）するために用いられるアルゴリズムです。

例としては、Excelのソート機能があります。

データで溢れている現代、大量のデータを扱う機会は少なくありません。

活用したことのある方は多いのではないでしょうか。

ソートアルゴリズムは、データの昇順・降順をはじめ、一定の規則性に従って整列させる際に活用されます。

4.暗号化アルゴリズム

暗号化アルゴリズムとは、暗号化をおこなう際の手順・規則のこと。

例えば、元あるデータの「ABC」を暗号化し「DEF」にするとします。

このとき「アルファベット順に3つ後ろにずらす」がアルゴリズムです。

しかし、上記のような単純なアルゴリズムでは、第三者にすぐに復号される可能性があるため、高度なアルゴリズムが求められるでしょう。

まとめ：アルゴリズムは「処理手順そのもの」プログラムは「指示書」

本記事では、アルゴリズムとプログラムの違いや関係性、日常例を解説しました。

アルゴリズムによって定められた「処理手順」によって、「指示書」の役割を持つプログラムがコンピュータに指示を出します。

日常にもアルゴリズムとプログラムが掛け合わさった仕組みがあふれています。

日常の中でもアルゴリズムとプログラムを見つけることで、より理解が深まるでしょう。