アルゴリズムとロジックの違いとは?プログラマーにアルゴリズムとロジックの思考が必要な理由

2022.07.19
アルゴリズム ロジック 違い

「アルゴリズムとロジックの違いって何?」
「アルゴリズムとロジックについて学び、プログラミングなどに応用できるようにしたい」

と思うことはありませんか?

アルゴリズムとロジックと聞くと、複雑なコンピュータの仕組みとか「難解なもの」というイメージがあって、違いは何かわからなくなりますよね。

では、パソコンに苦手意識がある人でもアルゴリズムとロジックの異なる点を知って、プログラミング学習に応用するには、どのような視点で理解していけば良いでしょうか。

そこで今回は、

  1. アルゴリズムとロジックの違いをわかりやすく解説
  2. 基本的なアルゴリズムの種類
  3. アルゴリズムとロジックの思考が必要な理由

について詳しく解説します。

この記事を読めば、アルゴリズムとロジックの違いがわかり、楽しく生活や業務の知恵として役立てることができます。

ぜひ、最後まで読んでみてくださいね。

アルゴリズムとロジックの違いを簡単に解説

解説者

アルゴリズムとロジックをわかりやすくいうと、

  • アルゴリズムは「問題を解くための手順」
  • ロジックとは「思考の筋道」

といいます。

何か問題を解決したいときに「どんな考え方で解決するか?」「どんな手順で具体的に実行するか?」などを考える、この「問題の解き方」がアルゴリズムだからです。

一方で、良いアルゴリズム(問題の解き方)を思いつくためには、ロジック(物事を筋道立てて考える方法)が必要になります。

規則性を考えたり、いくつかの簡単な問題に分解したりする方法がロジックというのです。

アルゴリズムとは

algorithms

ここでは、アルゴリズムの言葉をさらに詳しく解説します。

  1. 意味
  2. 類義語と対義語
  3. 用例と具体例

それぞれの視点からアルゴリズムを知って理解していきましょう。

1.意味

アルゴリズム(Algorithm)とは、コンピュータを利用して与えられた課題を解決するための処理手順のことです。

課題にはさまざまあり、

  • 1から100までの整数をすべて足す
  • 情報の順番を並べ替える
  • 目的の情報を検索する

など、このような問題を解決する処理手順のことをアルゴリズムと呼びます。

2.類義語と対義語

アルゴリズムの類義語と対義語ですが、

  • アルゴリズムの類義語には「演算手順」「算出」「プログラミング」
  • アルゴリズムの対義語には「ヒューリスティックス」

などがあります。

コンピュータの世界では、計算手順を演算と呼ぶため、演算手順はアルゴリズム(問題の解き方)の類義語といえます。

また、ヒューリスティックスとは、心理学の世界で、先入観や経験に基づく思考法のことで、計算によって論理的に解決するアルゴリズムとはアプローチが異なります。

3.用例と具体例

アルゴリズムの用例と具体例ですが、

  • 「アルゴリズムを考えてからプログラムを記述した」
  • 「アルゴリズムを知ることはゲームに強くなること」
  • 「このアルゴリズムは複雑な仕組みになっている」

などがあります。

なかなか、アルゴリズムという言葉は会話に出てこないという方もいるかと思いますが、誰しもアルゴリズムを用いて生活しています。

どの道が最短距離なのか知りたいとか、他人にデータを変更されたら困るとか、これらの問題を解決する場面でアルゴリズムは使われています。

アルゴリズム-例アルゴリズムとは?日常やプログラミングにおける実例付きで解説

ロジックとは

ロジック

ここでは、ロジックの言葉をさらに詳しく解説します。

  1. 意味
  2. 類義語と対義語
  3. 用例と具体例

それぞれの視点からロジックを知って理解していきましょう。

1.意味

ロジック(logic)とは「論理」という言葉を意味します。

論理とは思考の道筋のことを指し、わかりやすくシンプルにしていく過程のことをロジックといいます。

2.類義語と対義語

ロジックの類義語と対義語ですが、

  • ロジックの類義語には「論理」「理屈」「筋道」
  • ロジックの対義語には「支離滅裂」「エモーショナル」

などがあります。

ロジックを理解するには、対義語と比べると良いです。

対義語は筋(ロジック)が通らないことを表し、「感情的なさま」はまさに、ロジックをわかりやすくしてくれる言葉だからです。

ほかにも、よく聞く言葉として論理的思考(ロジカルシンキング)やロジックツリーなどがあります。

論理的思考は、物事を体系的に整理し、矛盾や飛躍のない筋道を立てる思考方です。

一方、ロジックツリーは問題の原因を深堀りし、解決策を具体的に抽出するときに役立つ考え方です。

3.用例と具体例

ロジックの用例と具体例ですが、

  • すごい手品ですね。とてもロジックが気になります
  • 正しいロジックを組んでプログラミングをおこなう
  • ロジックに沿った戦略設計をおこなう

などがあります。

ロジックは、ロジカル(形容詞)に変換して使う場合と、名詞で使う場合は論理という意味を持ちます。

日常生活で使える「アルゴリズム」と「ロジック」

論理的思考

生活の中にもさまざまな問題を解くアルゴリズムとロジックは存在します。

  1. アルゴリズム
  2. ロジック

以降で、それぞれみていきましょう。

1.アルゴリズム

アルゴリズムの適用範囲は、広い意味で使われます。

例えば、

  • できるだけ多くの映画を見る方法を求める
  • チキンカレーをの作り方レシピを探す
  • 期末試験の結果を成績順で並び替える
  • 辞書で”technology”の意味を調べる

などのように、上記の問題を解決できる手順はすべて、アルゴリズムといえます。

アルゴリズムは、さらに良いアルゴリズムに改良されることができるので、もっと効率的に、より良い解決が導き出せるものなのです。

2.ロジック

日常で使えるロジックは、話や文章に筋道を立てることです。

文章を書く際も、起承転結やPREP法などの文章の型があると相手に伝わりやすい文章が書けるからです。

コミュニケーションにおいても、支離滅裂に一方的に話しては成り立たないので、論理的に話せると円滑に進みます。

ですので、これらは生活で使えるロジックといえます。

プログラミングでの「アルゴリズム」と「ロジック」

プログラミング

それでは、プログラミングにおけるアルゴリズムとロジックはどのような役目をするでしょうか。

  1. アルゴリズム
  2. ロジック

以降で、それぞれみていきましょう。

1.アルゴリズム

コンピュータはいろいろなものを数値化して「データ」として処理します。

下記のようなデータも数値として扱っているからです。

  • 文字
  • 画像
  • 動画
  • 音声
  • 家電やロボット

そのため、アルゴリズム(問題の解き方)では、たくさんのデータを扱うことが多く「どのようにまとめたら扱いやすくなるか」を考えることが大切です。

効率的に処理するために、変数や配列、リストなどといったデータのまとめ方(データ構造)が存在し、それらはアルゴリズム(手順)を考える際に、大量のデータを処理するのに役立ちます。

2.ロジック

プログラミングでのロジックは、処理の流れや手順を指します。

ロジックの組み合わせで処理の速さや変更のしやすさが変わるからです。

アルゴリズムとほぼ同じ意味で使われることも多いです。

アルゴリズムの3つの種類

データソート処理

ここではプログラミングで使う具体的なアルゴリズムについて解説します。

  1. 簡単なアルゴリズム
  2. サーチ(探索)アルゴリズム
  3. ソートアルゴリズム

以降でそれぞれみていきましょう。

1.簡単なアルゴリズム

アルゴリズムの中でも最も簡単なアルゴリズムでエクセルの計算でも数式として使われます。

合計値 たくさんのデータの合計を求めるアルゴリズム
最大値・最小値 たくさんのデータの最大値や最小値を求めるアルゴリズム
平均値 たくさんのデータの平均値を求めるアルゴリズム
データの交換 2つのデータを入れ替えるアルゴリズム

上記のアルゴリズムを考えるときは、目的と現状と結果に分けて考えるのがポイントです。

例)合計値を求める場合

  • 目的 データの合計値を知ること
  • 現状 わかっているのは「データの個数」と「それぞれの値」
  • 結果 求める結果は、「すべての値を足した数値」

参考:楽しく学ぶアルゴリズムとプログラミングの図鑑

2.サーチ(探索)アルゴリズム

サーチとは、大量のデータの中から、目的のデータを見つけることです。

サーチのアルゴリズムにはさまざまな種類がありますが、その中でもわかりやすいアルゴリズムを紹介します。

リニアサーチ 先頭から順番に探す値が見つかるまで探していくだけの方法で、最も単純なアルゴリズムです。
バイナリサーチ 調べる範囲を半分に絞りながら探していくアルゴリズムで、高速に検索できます。

上記のアルゴリズムを考えるときは、目的と現状、結果、メリット、デメリットと分けて考えるのがポイントです。

例)リニアサーチを求める場合

  • 目的    配列(データが入った箱)からある値を探すこと
  • 現状    わかっているのは、データの「個数」と「それぞれの値」「探す値」
  • 結果    求める結果は、「値はあるか」「どこにあるか」
  • メリット  プログラムが単純で実装しやすい
  • デメリット 処理速度が遅い

参考:楽しく学ぶアルゴリズムとプログラミングの図鑑

3.ソートアルゴリズム

ソートとは、大量のデータを「ある順番で整列させて、わかりやすくすること」です。

データが大量にあるとき、情報が混ざりすぎて見ていくのが大変なので、ソートを使って探しやすくします。

バブルソート 泡が浮かぶように小さい方が前に移動させていく方法
選択ソート 最小値を探して、先頭から順番に並べていく方法
挿入ソート データを抜き出して、正しい位置に挿入していく方法
シェルソート 挿入ソートを改良して作られた高速なソートアルゴリズム

上記のアルゴリズムを考えるときも、目的と現状、結果、メリットとデメリットで考えるのがポイントです。

例)選択ソートを求める場合

  • 目的    データを昇順(小さい順)に並べ替えること
  • 現状    わかっているのは、データの「個数」と「それぞれの値」
  • 結果    求める結果は「昇順に並んだ配列」
  • メリット   プログラムが単純で実装しやすい
  • デメリット  処理速度が遅い(ただし、バブルソートより少しだけ早い)

参考:楽しく学ぶアルゴリズムとプログラミングの図鑑

プログラマーに「アルゴリズム」と「ロジック」の思考が必須な理由

論理的思考

プログラマーにアルゴリズムとロジックの思考が必須なのは、プログラムで処理を完了させるときに、どう処理すれば期待の結果が得られるのか?に注目して考える必要があるからです。

とくにコンピュータでは多くのデータを扱うので、処理速度が遅くなりがちです。

そんなときに、アルゴリズムとロジックの思考を持っていれば、よりエレガントな(高速処理できる)解決方法が導き出せます。

【番外編】アルゴリズムを学ぶ方法

勉強

ここではプログラミング経験がなくても楽しくアルゴリズムが学べる方法について解説します。

  1. アルゴロジックとは
  2. スクラッチとは
  3. アルゴリズムがわかる本

アルゴリズムが身につくWebサービスや書籍を利用して積極的に学習してみましょう。

1.アルゴロジック

アルゴロジックは、プログラミングの基本となる論理的思考(アルゴリズム)をゲーム感覚で学べる課題解決型ゲームソフトです。

アルゴロジックでは「アルゴロジック」「アルゴロジック2」「お絵かきアルゴロジック」の3種類のゲームが用意されており、Internet Explorerなどのウェブブラウザーから利用できます。

1つの問題をクリアすればまた次の問題へとステップアップしながら挑戦できるのが特徴で、対象年齢は中高生ですが、小学生から取り組める問題も用意されています。

公式サイト:アルゴロジック

2.スクラッチ

スクラッチ2.0は、世界中のプログラミング教育の現場で広く使われているツールです。

対象年齢は8歳からとなっていますが、マウスと簡単な入力操作ができれば小学1年生や幼児からでも楽しめます。

「命令」「制御」「変数」などのブロックを組み合わせてプログラムし、音やアニメーション、画像などを用いてデジタル作品を作ることができます。

公式サイト:Scratch

3.アルゴリズムがわかる本

今後、アルゴリズムをより深く理解したい人におすすめの書籍をご紹介します。

パズルで鍛えるアルゴリズム力

さまざまな問題を解決するためには、適切なアルゴリズムを判断して自分で生み出す力が必要です。

テンパズル、数独、4×4オセロといったさまざまなパズルのソルバーを実装することで、楽しく効率的にアルゴリズムの設計力が磨けます。

参考:パズルで鍛えるアルゴリズム力 | 理工・サイエンス | Gihyo Direct

アルゴリズム図鑑 絵で見てわかる26のアルゴリズム

さまざまなアルゴリズムの手順について、フルカラーのイラストを用いて解説した本です。

参考:アルゴリズム図鑑 絵で見てわかる26のアルゴリズム Kindle版

問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造

他のアルゴリズムの本とは異なり、全探索・二分探索・動的計画法・貪欲法などの設計技法に重点を置いているため、アルゴリズムを自分の道具にしたい人には最適です。

参考:問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造 (KS情報科学専門書) | 大槻兼資, 秋葉拓哉 | 工学 | Kindleストア | Amazon

プログラミングコンテスト攻略のためのアルゴリズムとデータ構造

図が豊富であるほか、本に掲載されているすべての例題が「AIZU ONLINE JUDGE」という自動採点システムに登録されており、演習を進めやすい特徴があります。

参考:プログラミングコンテスト攻略のためのアルゴリズムとデータ構造 Kindle版

まとめ:アルゴリズムとロジックの違いを知って業務を効率的に進めよう

今回は、アルゴリズムとロジックの違いについて解説してきました。

まとめると以下となります。

  • 良いアルゴリズムを思いつくためにロジック(筋道立てて考える)が必要
  • アルゴリズムとロジックは普段の生活にも当てはまる場面がある
  • どうすれば求める結果になるのかというアルゴリズムやロジックは必要な思考法

アルゴリズムは問題の解き方なので、プログラムを作るときに、アルゴリズムを考えることは必須になってきます。

誰かのコードをコピー&ペーストして貼り付けたプログラムが動作しないのは、アルゴリズムが正しくないからです。

プログラマーに限らず、アルゴリズムを知っていると生活の中でもさまざまな問題が解けます。

ですので、日頃から論理的思考(ロジックに)で毎日の生活や業務をこなしていきましょう。

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