アルゴリズムとプログラムの読み方

ifは条件が成立したときに処理を実行し、elseは成立しなかった場合の処理を表します。elseifを使えば複数の条件を順に判定できます。

条件が複数ある場合は、どの順番で判定されるかにも注意します。最初に成立した条件の処理を行った後、同じif文の後続のelseifを続けて実行するわけではありません。

大小比較や等値比較だけでなく、余りを利用して偶数・奇数などを判定する問題もあります。条件が成立する値だけを表にして確認すると整理しやすくなります。

ifは条件成立時の経路を一つずつ追う

forは、回数や値の範囲が決まった繰返しを表すときに使いやすい構造です。例えば1から5まで順に値を変えながら処理する場合などに適しています。

whileは、指定した条件が成立している間、処理を繰り返します。whileでは条件を確認する時点と、ループ内で変数がどう変化するかをセットで追うことが大切です。

繰返しの問題では、処理回数を数えるだけでなく、最後の1回が実行されるかどうかを確認します。終了時の変数値と、最後に実行したときの変数値を混同しないようにします。

繰返しは条件判定と更新の順番を見る

アルゴリズムは、流れ図や擬似言語を使って表現できます。擬似言語では、変数、条件式、繰返し、関数などを一定の書き方で示します。

代入は計算結果や値を変数に入れる操作で、右辺を計算して左辺の変数に保存します。関数では、外部から受け取る値を引数、処理結果として返す値を戻り値といいます。

代入は数学の等式とは異なり、変数の現在値を書き換える操作です。例えばx←x＋1は、現在のxに1を加えた値を新しいxとします。

←は右辺を計算して左辺へ代入する

目的のデータを探す代表的な方法に線形探索法があります。先頭などから順に一つずつ調べる方法で、データが整列されていなくても使えます。

2分探索法は、整列済みのデータの中央付近を調べ、探索範囲を絞っていく方法です。2分探索法を使う前提として、探索対象が順序に従って並んでいることが必要です。

データ数が増えると、毎回一つずつ確認する方法と範囲を半分ずつ狭める方法では、調べる回数の増え方が異なります。試験では名称だけでなく、整列の有無や探索手順から判断します。

2分探索は整列済みデータを半分ずつ絞る

データを大小などの順序に並べ替える処理がソートです。代表例として、最小値などを選んで順に配置する選択ソートや、隣り合う要素を比較して交換するバブルソートがあります。

クイックソートでは基準となる値を使ってデータをグループに分けながら整列します。アルゴリズムごとに比較や交換の進め方が異なります。

探索と整列は目的が異なります。探索は目的の値を見つける処理、整列はデータの並び順を整える処理です。

探索は見つける処理、整列は並べ替える処理

プログラミングは、考えたアルゴリズムをプログラム言語で記述し、コンピュータで実行できる形にすることです。アルゴリズムが処理手順そのものを表すのに対し、プログラムはそれを具体的な言語で表現したものです。

同じ処理手順でも、使うプログラム言語によって書き方は異なります。先に処理手順を考え、それを実行可能な形で記述するのがプログラミングと捉えます。

アルゴリズムを言語で実行可能にする