プログラミングを学んでいると、必ずアルゴリズムという言葉に行きあたります。
なんだか難しそうだな、という印象を与えるかもしれません。
でも、アルゴリズムを学ぶことで、優れたプログラミングを作れます。
今回は、プログラミングに必須のアルゴリズムの考え方やその重要性について紹介します。
Contents
【簡単解説】アルゴリズムとは？プログラミングにおける必要性
アルゴリズムという言葉を聞いたことはあっても、いったいどういうもので、なぜ必要なのかを理解している方は少ないのではないでしょうか。
実は、プログラミング学習とは密接に関わっています。
そこでまずは、アルゴリズムとは何かと、その重要性について解説します。
アルゴリズムとはそもそも何か？
たとえば、AさんとBさんが、同じ書類を同じ手順で、同じようにコピーしたら、同じものが出てきますね。
アルゴリズム＝問題解決のために手順通りにやることで、誰がやっても同じ結果になる手続きや計算方法
簡単にいうと、なにかをするときの「やり方」です。
しかし、問題によって解決方法は1通りではありません。
やり方を変更していくなかで、処理スピードがアップしたり、逆に時間がかかったりするかもしれません。
そんなふうに、結果にいたるまでの方法が複数あるとき、同じ動きをするなら、速く、簡単に処理させる方法を採用すべきです。
速く簡単に処理させる方法＝良いアルゴリズム
プログラミング言語を使って、問題の解決方法を記載したものをコンピュータのプログラムといいますが、
アルゴリズムはプログラミングを作るための基本の考え方なのです。
プログラミングでなぜアルゴリズムが重要なのか？
では、プログラミングをする上で、なぜアルゴリズムが重要なのでしょうか。
それは、よいアルゴリズムほど汎用性が高く、効率的であり、問題解決をスムーズにおこなえるからです。
（例）ロボットの腕をもっとスムーズに動かすために、マシンの回転をもっと複雑にしたい
- どういう手順で指示を与えるかを考える
- 簡単に、スピーディに、効率よく動くよう指示する方法を考える
アルゴリズムは、その考え方の基礎となります。
遠回りして解決することもありますが、それだと処理に時間がかかり、なかなか達成できません。
プログラミングは汎用性が高く、高速で、効率よく行うことを重視しますが、アルゴリズムはその骨格となる部分です。
誰にでもわかりやすいものを作ろうとすれば、アルゴリズムを学ぶ必要があります。
そのため、プログラミングを上達させるためには欠かせないのです。
ソートアルゴリズム
では、アルゴリズムの考え方にはどのようなものがあるのでしょうか。
ここでは、代表的なものを2つ紹介します。
1つ目は、「ソートアルゴリズム」です。
これはデータを昇順や降順で並べ替える仕組みのことです。
例えば、たくさんリスト化されたデータを、大きい順や小さい順に並べかえて処理します。
そのソートの方法としては、3つの方法があります。
- バブルソート：横にある数の大きさを比較して並べる
- クイックソート：基準値を決めて、それよりも大きいか小さいかでグループ分けしていく
- マージソート：配列を細かく分けて、再配列する
それぞれを順番に見ていきましょう。
①バブルソート
以下のような仕組みになっています。
②クイックソート
③マージソート
検索アルゴリズム
ソートアルゴリズムの他に、検索アルゴリズムがあります。
Yahoo!などの検索エンジンを使ったことがある人も多いと思います。
検索エンジンは、検索したワードとの関連性が高く、信用性の高い結果をランキング方式で表示する方法です。
この検索アルゴリズムの中には、次の2つの方法があります。
- 線形探索
- 二分探索
①線形探索
②二分探索
ちなみに、線形探索と二分探索では、二分探索の方が圧倒的に処理スピードは速くなります。
このように、アルゴリズムはより効率的に処理させるために必要です！
そのため、どうすれば効率のよい、かつ汎用性の高い方法で指示を出せるかということを考えるプログラミングでも、大いに活用されています。
プログラミングをする上でのアルゴリズムを学習する方法
プログラミングをする上で、アルゴリズムが大切だというのは理解していただけたかと思います。
しかし、どのように学習すればいいのか、悩みますよね。
そこで次は、アルゴリズムを学習する方法を3つ紹介します。
基礎から学べる方法ばかりなので、しっかり学習して、さらなるレベルアップを目指してください。
ゲームでプログラミング・アルゴリズム学習ができる！？
実際のゲーム上でも、プログラミングやアルゴリズムの学習は可能です。
特に、小学生にも使いやすいプログラミングソフト「Scratch」を使ってみるのはどうでしょうか。
「Scratch」では、プログラミングブロックを使って、自分でゲームやアニメーションを作ることができます。
たとえば、クリックしてネコをつかまえるゲームを作りたいとき、どういう順番で指示を出せばいいかがアルゴリズムです。
- ネコを動かす
- クリックする
- つかまえたときに声を出させる、など
これをしっかりと作ってしまえば、あとはその通りにプログラミングしていくだけなので、アルゴリズムとプログラミングを一緒に学習・体験することができます。
Scratchの公式サイトでは他の人が作ったゲームと、組まれたプログラミングを見ることができます。
どういうプログラムを組めば、どういう動きになるのかを簡単に確認できるのも、大きな魅力でしょう。
プログラミング教室に通うのもオススメ
本を読んだり、自分でゲームをやったりして学ぶこともできますが、本格的にやるなら、プログラミング教室に通うのもオススメです。
基本から応用までを順序良く学習できて、実際にロボットを動かしたり、ゲームやアニメーションを作ったりなど、さまざまな方法でプログラミングを体感できます。
また、それが本当に効率的で、よいものかどうかを確認しながら、レベルアップしていけるのはプログラミング教室ならではです。
また、同じようにプログラミングを学ぶ仲間がいるのも教室の魅力です。
互いにコミュニケーションを取りながら切磋琢磨することで、学習意欲や向上心がわいてきますよ。
アルゴリズムの理解してプログラミング力をつけよう
何かの問題解決のためには、効率のよさや汎用性の高さという観点が欠かせません。
しかし、アルゴリズムの選び方によって、処理能力を上げることも下げることもできます。
そのため、優れたプログラミングを行うためには、アルゴリズムをしっかり学習しておかなくてはいけないのです。
アルゴリズムの学習は、最初は難しいと感じるかもしれませんが、一度マスターすると使いこなせるようになります。
プログラミングの学習の土台作りとして、ぜひ習得してください。
キッズプログラミング教室【アルスクール】では、オンラインで学べるでプログラミングレッスンを行っています。
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