アルゴリズムがわかる図鑑(アルゴリズムガワカルズカン)

あのややこしそうなアルゴリズムがこんなにわかりやすいなんて!

動物たちの会話やアクションを読んだり見たりしていくだけで、むりなくアルゴリズムの基本が身につく、楽しい図鑑です。

お手元のパソコンで手軽に動かして実感できる Python 実習つき。
■第 1 章 しまう ─ データ構造
1-1 どれを選べば楽々? ─ データ構造
1-2 積み上げる ─ スタック
1-3 早い者順に並ぶ ─ キュー
1-4 使うデータ構造しだいで答えを出す手間が変わる
1-5 パソコンをネジ回しで開けると見えるヒント ─ メモリ
1-6 メモリにそっくり!? ─ 配列
1-7 チャレンジ! 配列を使ったプログラム
【コラム】 Linux における Python のインストール
1-8 矢印があれば移動が減る ─ 連結リスト
1-9 枝分かれを表現 ─ 木と木構造
1-10 二分木を使って式を表現する

■第 2 章 みつける ─ 探索のアルゴリズム
2-1 たくさんのものから探そう! ─ 探索
2-2 チャレンジ! ユーザのデータをしまうプログラム
2-3 端から探そう ─ 線形探索法
2-4 アルゴリズムの評価はおおざっぱに ─ O 記法
【コラム】関数
2-5 チャレンジ! 線形探索法のプログラム
2-6 探しものは前に? それとも後ろに? ─ 二分探索法
2-7 チャレンジ! 最悪と最良のケースにおける計算量を求める
2-8 一撃で見つける ─ ハッシュ法
2-9 ハッシュ値が衝突したらどうする?
2-10 チャレンジ! ハッシュ法でデータを探索するプログラム

■第 3 章 ならべる ─ ソートのアルゴリズム
3-1 ならべてみよう! ─ ソート
3-2 チャレンジ! ソートのプログラム
3-3 列のどこに入れる? ─ 挿入ソート
3-4 挿入ソートの計算量、最良のケース
【コラム】番兵
3-5 挿入ソートの計算量、最悪のケース
3-6 最強はどれだ? ─ 選択ソート
3-7 選択ソートの計算量
3-8 ソート済みデータが浮かんでくる? ─ バブルソート
3-9 データを振り分ける ─ クイックソート
3-10 クイックソートの計算量、最良と最悪のケース
3-11 クイックソートの手順
3-12 安定なソートアルゴリズム
3-13 一見当たり前でも高性能 ─ マージソート
3-14 マージソートの手順
3-15 マージソートの計算量
3-16 マージソートの領域計算量

■第 4 章 かくす ─ 暗号とセキュリティ
4-1 何を知られると解読されてしまうのか? ─ 暗号の基礎
4-2 鍵をどうやって渡す? ─ 共通鍵方式
4-3 相手に渡した鍵は知られても大丈夫 ─ 公開鍵方式
4-4 本当に本人? ─ 認証
4-5 チャレンジ! 公開鍵方式を体験

■第 5 章 かんがえる? ─ 人工知能 (AI)
5-1 モデルは神経細胞 ─ ディープラーニング
5-2 チャレンジ! ニューラルネットワークにおける計算
5-3 どれとどれが仲間? ─ クラスタリング

付録 A Python のインストール
付録 B エラー対処法

ソート、探索、再帰、グラフ走査。アルゴリズムの教科書で並ぶこれらのテーマは、文字と擬似コードだけで追おうとすると途中で処理の流れを見失いがちです。本書はタイトルの通り「図鑑」として、各アルゴリズムの動きをビジュアルで段階的に示すことで、頭の中にアニメーションを再生させるように理解を進められる構成をとっています。

著者の松浦健一郎氏はプログラミング教育系の著作を多く手がけており、説明の順序と粒度が「まだコードを書き始めて間もない人」に合わせて調整されています。計算量 (O 記法) や再帰の考え方など、アルゴリズムを語る上で避けて通れない概念も図と具体例で導入されるため、数学に苦手意識がある読者でも概念を掴む入口として使えます。情報系の学習を始めたばかりの学生や、独学でプログラミングを覚えた後に計算機科学の基礎を補強したい人が対象層です。

アルゴリズムの証明や高度なデータ構造 (B 木、フィボナッチヒープなど) まで踏み込む本ではないため、競技プログラミングや大学院レベルの研究用途には別の書籍が必要です。「まずは代表的なアルゴリズムの動きと使いどころを身体感覚で掴む」という最初の一歩に特化した図鑑として位置づけると、その明快さが活きます。