図解まるわかり アルゴリズムのしくみ

アルゴリズムの基礎から特徴、
活用方法まですべて図解
確かな知識がつく「使える教科書」

【本書のポイント】
・解説とイラストがセットで理解しやすい!
・多彩なアルゴリズムの特徴と考え方がわかる!
・機械学習や高度なアルゴリズムについても解説!
・キーワードから知りたい項目を調べやすい!
・初心者からプログラマまで知っておきたい知識を収録!

【こんな方におすすめ】
・アルゴリズムの基本を身につけたい人
・知識を広げてステップアップしたい人
・適切なアルゴリズムを選べるようになりたい人
・速くて正確なプログラムを書けるようになりたい人

【内容紹介】
効率のよいプログラムを作成するには、
場面に合った適切なアルゴリズムを選ぶ必要があります。
同じ結果を得るにしても、どのアルゴリズムを選択するかで
処理速度が大きく変化するからです。

しかし、「違いがよく分からない」「複雑で難しそう」といった
苦手意識をアルゴリズムに抱いている人も多いでしょう。

そこで、本書では見開きで
1 つのテーマを取り上げ、
図解を交えて解説しています。

最初から順に読んで
体系的な知識を得るのはもちろん、
気になるテーマやキーワードに
注目しながら読むなど、
状況に合わせて活用してください。

【目次】
第 1 章 アルゴリズムの基本〜アルゴリズムの役割とは何か?〜
第 2 章 データの保管のしかた〜それぞれの構造と特徴〜
第 3 章 データを並べ替える〜規則に沿って数字を整列させる〜
第 4 章 データを探す〜⽬的の値を速く探し出すには?〜
第 5 章 機械学習で使われるアルゴリズム〜AI を⽀える計算⼿法〜
第 6 章 その他のアルゴリズム〜⾼度に活⽤される応⽤事例〜

同じ結果を返すプログラムでも、どのアルゴリズムを選ぶかで処理の速さは大きく変わります。『図解まるわかり アルゴリズムのしくみ』 (増井 敏克 著、翔泳社、2021 年 12 月刊) は、見開きで 1 つのテーマを取り上げ、解説と図をセットにしてアルゴリズムの基礎から特徴、活用の方法までを扱う入門書です。版元は読者として、アルゴリズムの基本を身につけたい人、知識を広げてステップアップしたい人、適切なアルゴリズムを選べるようになりたい人、速くて正確なプログラムを書けるようになりたい人を挙げています。

全 6 章の構成、アルゴリズムの基本から応用事例まで

目次は第 1 章「アルゴリズムの基本〜アルゴリズムの役割とは何か?」から第 6 章「その他のアルゴリズム〜高度に活用される応用事例」までの 6 章で、どの章も最後に「やってみよう」という課題で締めくくられます。第 1 章はアルゴリズムを比べる基準や実装する言語による違いに加え、素数や最大公約数を求める身近な計算の手順を扱います。第 2 章「データの保管のしかた〜それぞれの構造と特徴」は整数や小数、文字の表現方法から始まり、データの並べ方やつなぎ方、木構造へと進み、仮想メモリのページングアルゴリズムで閉じます。第 3 章「データを並べ替える〜規則に沿って数字を整列させる」と第 4 章「データを探す〜目的の値を速く探し出すには?」がアルゴリズム入門の中心にあたり、第 4 章は最短経路や文字列の検索まで含みます。

第 5 章「機械学習で使われるアルゴリズム〜AI を支える計算手法」は、決定木や深い階層での学習、生物の進化をまねる手法、データの次元の縮小などを並べ、第 6 章では圧縮や誤りの検出、暗号と鍵の共有、「SNS で使われるアルゴリズム」「Google のアルゴリズム」、すべての都市を訪問するコストの最小化といった題材から、「解けたら 100 万ドル? 超難解問題」までを取り上げます。楽天ブックスの書誌の紹介文には、キーワードから知りたい項目を調べやすいとあります。

計算量の感覚と、探索の前提条件

計算量 は、データが増えたときの処理時間の伸び方を表します。要素の数の 2 乗に比例する手法と、要素の数にその対数を掛けた程度で済む手法とでは、100 万件規模のデータで差が数万倍に開きます。探索の手法にも前提条件があり、小さい順にそろった配列なら、中央の値と比べて範囲を半分ずつ絞る 二分探索 が使えますが、順序が無いデータでは端から一つずつ確かめるしかありません。

図解で全体像をつかみたい読者と、実装を鍛えたい読者

目次の節題は手法の考え方を表す言葉で並んでおり、特定のプログラミング言語での実装を章立ての軸にはしていません。アルゴリズム本の種類は アルゴリズム本のガイド で扱っています。

一方で、アルゴリズムという言葉に苦手意識があるプログラミングの初学者や、仕事でコードは書いているものの手法を選ぶ根拠を説明できるようにしたい人に向けて、本書は、データ構造、並べ替え、探索、機械学習、暗号などを 1 テーマずつ図で扱います。楽天ブックスの書誌の紹介文は、おすすめの読者に、アルゴリズムの基本を身につけたい人や適切なアルゴリズムを選べるようになりたい人を挙げています。