イチバンやさしい理工系シリーズ「アルゴリズム」のキホン

 

コンピュータの知識をもたない初心者でも理解できるように、フローチャートやプログラミング言語などを意識せず、日常的な事象を題材に、徹底して図解でわかりやすく説明します。

 

20世紀に発明されたコンピュータは飛躍的に発展し、21世紀の現代では、携帯電話、テレビ、デジタルカメラ、ゲーム機などの生活用品に組み込ま れています。さらに、自動改札機、ATM端末機の制御や、顧客管理、財務管理など、さまざまな企業の業務も、コンピュータなしには成り立ちません。これら のコンピュータは、プログラムによって動作します。

 

本書は、アルゴリズムとはなにかを理解し、アルゴリズムを知ることで、コンピュータプログラミングをするうえでどのように役立つのかを体験しても らうことが目的です。アルゴリズムってなに？ という素朴な疑問にもわかりやすく図解で答え、コンピュータプログラミングに興味をもってもらえる内容になっています。

 

第１章 アルゴリズムとは

 

001 料理のレシピはアルゴリズムである

 

002 アルゴリズムは先人の知恵である

 

003 アルゴリズムを知ることはゲームに強くなるようなものである ほか

 

第２章 変数と配列

 

006 データとは様々な情報である

 

007 すべてのデータには型がある

 

008 値とは数値や文字などの具体的な表現である

 

009 変数とは値を入れておく箱である

 

010 変数は、変数名という名前で区別される

 

011 値は変数への格納することで記憶される ほか

 

第３章 データ構造

 

022 データを効率よく管理するための仕組みがデータ構造である

 

023 データ構造にはたくさんの種類がある

 

024 本を積み上げるようなデータ構造がスタックである

 

025 スーパーのレジに順番に並ぶようなデータ構造が待ち行列（キュー）

 

第４章 基本的なアルゴリズム

 

036 １～Ｎまでの合計値を求めるには繰り返し処理を行う

 

037 １～Ｎまでの値を保持するには配列を使う

 

038 配列データの合計値を求めるには合計値を加算する変数を用意する

 

039 配列データの有効な個数を求めるにはカウンターを用意する

 

040 配列データの平均は繰り返し処理で合計値と個数を求めて計算する

 

041 配列データ内の最大値を求めるには、最大値を保持する変数を用意する ほか

 

第５章 並べ替えと探索

 

048 並べ替え（ソート）とは、値をある規則に従って並べ替えることである

 

049 小さい順に並べ替えるのは昇順、大きい順に並べ替えるのは降順である

 

050 並べ替えアルゴリズムには様々な種類がある

 

051 あらかじめデータの最大値ぶんの別配列（バケツ）を用意し、そこに存在するデータ格納することで並べ替を行うのがバケットソートである ほか

 

第６章 そのほかのアルゴリズム

 

066 ２つのソート済みのデータ列をひとつのデータ列にするのがマージである

 

067 微分を活用することで高次方程式の解を求めるのがニュートン法である

 

068 未知数を一つ一つ消去して減らしていき連立方程式の解を求めるのがガウスの消去法である

 

069 台形の面積の加算により定積分の値を求めるのが台形法である ほか

 

第７章 アルゴリズムの計算量

 

072 アルゴリズムの計算量とは問題解決をするまでの手数のことである

 

073 操作の対象となるデータ個数nの増大に対して計算量がどの割合で膨張するのかを示すのが計算量のオーダである

 

074 計算量のオーダの表し方にはＯ記法を使う