重要なのになぜ学ばない？プログラミングでアルゴリズムを学ぶ必要性

「アルゴリズム」という単語を調べているあなたは、これからプログラミングを本気で学ぼうとしているのではないでしょうか？

 

文法書の内容をしっかり理解しているのにプログラムが書けない。

このような状態は、プログラミングを学ぶ人にとって誰もが必ず経験するものです。

 

文法書での「アルゴリズム」の扱いは制御構文の要素で少し話題に触れる程度になっています。

しかし、プログラミングには必ずアルゴリズムの知識も必要とします。

 

そして、アルゴリズムの知識は文法書とは別に学ぶ必要があるのです。

 

アルゴリズムの基礎知識が必要な方は、こちらの記事をあわせて読むと理解が深まります。

 

 

 

人によっては、

 

 

 

という声も聞こえてきます。確かに、

 

こういった意見はどれも、プログラミングを学ぼうとする人にとっては少しハードルが高いように思います。

 

プログラミングを学ぶ人にとって、アルゴリズムを学ぶ理由が実用的でなけれればなりません。

 

本記事では、アルゴリズムを学ぶ必要性を簡潔にお伝えします。

 

文法書で学んできたことをどのように活用するのかを知るためにアルゴリズムを学ぶ必要性があるということをお伝えします。

 

その次に、定番アルゴリズムを学ぶ３つのメリットを解説します。

 

そして最後に、アルゴリズムを学ぶ結果得られるものをお伝えします。

 

この記事を読めば、

プログラミングは、文法書と同時にアルゴリズムも学習する必要性があることを理解できるようになります。

 

 

定番アルゴリズムからプログラムの組み方を学ぶ

定番アルゴリズムとは？

定番アルゴリズムには、大きく分けて、探索・整列・数値計算・文字列探索と４つの種類があります。

 

コンピューターに命令するための問題解決のお手本とするべき手法が詰まっているということが言えます。

 

 

探索や整列といったアルゴリズムは人間が生活する上で普段から行っていることなのです。

 

たとえば、数年前に購入した本を探したり、マンガのシリーズを新しい順に並べ替えたり、色別で分けたりする作業です。

これは、コンピューターに置き換えて考えてみるとデータを整理整頓していることと同じことなのです。

 

人間は、色の識別や、数の大きさを視覚的に瞬時に判断できます。

ただ、コンピューターにはそれができません。

 

コンピューターは、与えられたデータに対して人間が視覚的にできる判断を、アルゴリズムを用いておこなっているのです。

 

 

 

 

アルゴリズムを学ぶ必要性

定番アルゴリズムと言われる、探索や整列といった並べ替えの問題では、

文法書で学んできた要素を組み合わせて問題解決が図られています。

プログラミングを学ぶ者として組み合わせのノウハウを知っておくべきものなのです。

 

たとえば、国語の文法だけを学んでも人の感情を揺さぶるような文章の書き方までは学べません。

 

プログラミングをする場合も、学習してきた文法をどのように使うのかを学ばなければ書けるようにはならないのです。

 

 

 

定番アルゴリズムを学ぶ３つのメリット

メリット１．プログラムを組む力がつく

コンピューターに命令する際に必要なことは、

 

 

メリット２．データ構造をより理解する力がつく

探索や整列のアルゴリズムでは、配列データによるデータ間の移動や挿入などの処理をすることになります。

 

これはコンピューターの基本的な処理である

データ入力　→プログラムによる計算　→計算結果の出力

を得る上での前処理にあたるものです。

 

データ処理では、データを格納したり、入れ替えたりすることを自由にできることが求められます。

それには、データ構造をより理解していなければ上手くできません。

 

 

 

 

メリット３．自身が取り組む問題解決に利用できる

触れたことがないアルゴリズムでプログラムを組もうとすると効率の良いものはなかなかできません。

 

経験したことがないことや知らないことの答えは、インターネットに情報がある時代です。

その情報を活用しない手はありません。

 

既に存在する多くのアルゴリズムに触れ、それをヒントに自身の問題解決に置き換えて考えていくことが何よりも大切なことになります。

 

 

アルゴリズムを学ぶ結果、得られるもの

プログラムの処理の仕組みや構造が理解できる

 

その考え方を学ぶために処理を分解することは、処理の仕組みを理解することにつながるのです。

 

そして、処理の組み合わせにより構造を理解できるようになるのです。

 

 

論理的思考能力が身に付く

あなたはGoogleマップの道案内を利用したことがありますか？

徒歩1kmの距離を15分かかると表示された場合、はたしてこれは妥当であるか考えたことはありますか？

 

歩く速度が毎時4kmであれば妥当であると判断することができます。

判断できるということは、計算方法を知っていることになります。

 

しかし、計算方法を知らなければ妥当であるかの判断がつかないことになります。

 

動作原理や仕組みが理解できると、自分のアイデアや考え方を手順としてまとめていく論理的思考能力も身に付くことができます。

 

 

問題解決が迅速にできるようになる

アルゴリズムであるための条件を知った上で、プログラムがしっかり組み立てられていれば修正が少なくて済みます。

 

 

たとえば、家を作りながら設計をすると、試行錯誤しながら家を建てることになり非常に効率が悪くなります。

 

しっかりとした設計図（アルゴリズム）に基づき家を建てることが、結果的に早くよい家を建てることができます。

 

定番アルゴリズムを学んでヒントやノウハウを知っていれば、どこに問題があり、それをどうやって解決するかを迅速に判断できるようになってきます。

 

まとめ

以上、アルゴリズムを何のために学ぶのか？という問いに対して見てきました。

これはときに、論理的思考能力を身に付けるため、という目的に対して語られることが多々あります。

 

しかし、論理的思考能力はアルゴリズムを学んだ結果として身に付いている状態が望ましいというスタンスで捉えておくとよいです。

 

定番アルゴリズムを学ぶ必要性とアルゴリズムを学ぶメリットを以下にまとめておきます。