【駆け出しプログラマ必見!】アルゴリズムを身に付けるたった2つの方法

エンジニアへの道
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こんにちは!しーま(@s59shima)です。

いつもブログをご覧いただきありがとうございます。

今回は、こんな疑問や悩みに回答します。

読者の声
  • プログラマとして働いているが、プログラミングが上達してるか不安・・・
  • アプリ開発では、ロジックを考える・組み立てるのが苦手かも・・・
  • もっと結果を出したいため、アルゴリズムを鍛える方法について教えて!!

実際にプログラマとして働いているが、処理の流れやロジック部分において、なかなか上手くいかず、アルゴリズムに自信がない方も多いのではないでしょうか。

読者
読者

この業界で生き残れるか不安でしかありません。

私は現在【プログラマ】として、数々のプログラミング言語を学び、アプリ・ソフト開発に携わっています。主にサーバーサイド側のプログラムを読んだり・書いたりしているため、アルゴリズムの重要性をとても実感しています。

この記事では、アルゴリズムの重要性や学習方法について詳しく解説します。

しーま
しーま

この記事を読めば、今日から無料でアルゴリズムの学習をはじめることができます!

アルゴリズムは本当に必要!?

プログラマ(エンジニア)として「更に上を目指したい!」「今後もやっていきたい!」という方はアルゴリズムを鍛えることは必要と考えられます。

ここで質問です。下記2つの質問にパッとイメージできますか!?

  • 対象データを小さい順に並び替えたい。
  • 大量の顧客データから、条件にあったデータのみ抽出したい。

アルゴリズムを学習し鍛えていると、このような問題でも簡単に解決できるのではないでしょうか。

実際の開発現場では、多くのライブラリやツールを活用し、作業の効率化を図れます。そのため、自力でアルゴリズムを書く場面は限らているのが現状だと思います。

逆に、実現したい機能がライブラリに依存できない場合、自力で処理の流れ・ロジックを組み立てなければなりません。つまり、1からプログラムを作成する能力が問われるという事です。

プログラミングは処理の順番を論理的に組み立てる力が必要です。この順番を自分で組み立てられるかは非常に重要です。

アルゴリズムを学ぶことで以下のようなメリットがあります。

  • 自力でロジックを組み立てることができる
  • コードの質が向上し、生産性があがる
  • プログラムの自信に繋がる!!

しーま
しーま

↑↑↑ こちらの書籍は図解も多く、アルゴリズムをイメージにするにはとても良い書籍でしたよ!

アルゴリズムを優先しなくてもいい

プログラマ全員がアルゴリズムを優先する必要はないと思っています。

たとえば、アプリ開発では主に以下のような作業内容があります。

  • 設計書作成
    • 要件定義
    • 詳細設計書の作成
  • プログラミング
    • 開発環境の選定
    • SVNやGitでのソース管理
    • HTML/CSSなどの画面まわり
    • データベース操作
    • フレームワークの活用
    • ライブラリの活用
  • アプリのテスト
    • 単体テスト
    • 結合テスト
  • アプリのリリース
    • サーバー構築
    • サーバーへデプロイ

アプリ開発はプログラミング以外にもやることは多いため、アルゴリズムが必要なケースや担当するプログラマは限られているのが現状だと思います。

まずは、アプリ開発全体を網羅した上で、アルゴリズムの学習を始めるのもいいですね。

アルゴリズムはどの言語がいい!?

アルゴリズムを身に付けるために必要なプログラム言語は特にありません。

普段活用しているプログラム言語で始めることが可能です。

しかし、これからアルゴリズムを学習する方は、主要なプログラム言語で始めるのをおすすめします。

理由は、書籍やオンライン学習サイトで情報を得ることが可能なので学習しやすい点があります。

後から、おすすめアルゴリズム学習法でも紹介しますが、「Paiza」というオンライン学習サイトでは下記の言語から学習が始められます。

  • Java
  • PHP
  • Ruby
  • Python2 / 3
  • Perl など15種類の言語から選択可能

アルゴリズムの種類【5選】

ここで、代表的なアルゴリズムを5つ紹介します。

  • リニアサーチ
  • バイナリサーチ
  • バブルソート
  • クイックソート
  • マージソート

リニアサーチ

検索アルゴリズムの一つ。線形探索法とも言われます。

線形探索のイメージ
  • 【特徴】対象データ(リストや配列など)を先頭から順に比較し、発見できれば終了。
  • 【メリット】順番に調べる方法で、アルゴリズム自体は比較的わかりやすい。
  • 【デメリット】データ量が多い場合、探索効率はあまりよくない。

Java言語でのサンプルコードは以下の記事にあります。合わせてどうぞ!

バイナリサーチ

検索アルゴリズムの一つ。2分探索法とも言われます。

2分探索のイメージ
  • 【特徴】順序よく整列されたデータを条件に、探索範囲を半分に絞りながら探索
  • 【メリット】線形探索よりも高速に探索できる
  • 【デメリット】順序よく整列されたデータ限定

Java言語でのサンプルコードは以下の記事にあります。合わせてどうぞ!

バブルソート

整列アルゴリズムの一つ。単純交換法とも言われます。

  • 【特徴】隣り合うデータを交換し、全てのデータを昇順(降順)に並び替える
  • 【メリット】アルゴリズム自体は比較的わかりやすい。
  • 【デメリット】実行速度はそこまで早くない。

おすすめアルゴリズム学習法【2選】

無料で始められるアルゴリズムの学習サイトを2つ紹介します。

Paiza

引用元(https://paiza.jp/challenges/info)

Paiza(パイザ)は、問題数も多くアルゴリズムを鍛える練習には良いサイトです!

  • 【特徴】難易度が「D < C < B < A < S」の5段階ランクに分かれ、時間制限内にアルゴリズムを完成させる必要あり。
  • 【メリット】いつでも好きな時間に、解くことが可能。
  • 【デメリット】たぶん公式から模範解答はないので、どうしても解けなかった問題でも自力でやり遂げるしかないはず。。。

アルゴリズム以外にも各プログラム言語の構文を学習するコースがあります。なので、総合的に学習することが可能ですよ。

しーま
しーま

今年の5月から始めて現在Bランクまで進めることができました!目指せSランク!!

それでは、各ランク(D・C・B・A・S)について簡単に難易度と基準について紹介します。

Dランク

難易度

データ入出力系の基礎的な知識の有無が問われます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/d/info)

認定内容

プログラミングの基礎知識があり、開発経験を積んでスキルキャッチアップを行うことでエンジニアとして活躍できるポテンシャルがある入門者として認定されます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/d/info)

Cランク

難易度

データ入出力系や配列の基本操作など基礎的な力の有無が問われます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/c/info)

認定

コードを書く基本的スキルがあり、既存コードの修正などは問題なくこなせる人材としての評価につながります。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/c/info)

Bランク

難易度

実用的なプログラムを限られた時間内に実装できる力の有無が問われます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/b/info)

認定

業務システムやWebアプリケーションの運用保守・開発が可能なレベルと判断され、即戦力エンジニアと呼べるスキルがある人材としての評価につながります。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/b/info)

Aランク

難易度

複雑なプログラムを限られた時間内に実装できる力の有無が問われます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/a/info)

認定

大規模な業務システムやWebアプリケーションの設計や開発が可能なレベルと判断され、高い生産性が期待できる人材としての評価につながります。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/a/info)

Sランク

難易度

計算機科学への精通度、処理量を見積もる力、最適なアルゴリズムの設計・実装力が問われます。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/s/info)

認定

検索エンジンやデータ解析、大規模ユーザー管理などパフォーマンスが要求される開発や運用、イノベーティブな開発への取り組みを期待できる人材としての評価につながります。

引用元:Paiza公式(https://paiza.jp/challenges/ranks/s/info)

AtCoder

引用元(https://atcoder.jp/?lang=ja)

主にプログラミングコンテストを運営しています。

  • 【特徴】定期的にコンテストが実施され、毎回世界中のトッププログラマーなどもエントリしています。
  • 【メリット】アルゴリズムの問題はYouTubeなどで詳しく解説があるので、また違った視点の解き方を学ぶことができます。
  • 【デメリット】コンテストの開始時間がだいたい夜の9時くらい!?なので、朝型人間の方にはちょっと厳しいかもしれません。。。
しーま
しーま

アルゴリズムの評価を可視化できる点は、自分自身や相手にも客観的にスキルを証明することができます。

本記事のまとめ

今回は、アルゴリズムを身に付けるたった2つの方法について解説しました。

最後まで読んでいただきありがとうございます(*^-^*)

本記事の内容をまとめると以下の通りです。

アルゴリズムを学ぶ3つのメリット

  • 自力でロジックを組み立てることができる
  • コードの質が向上し、生産性があがる
  • プログラムの自信に繋がる!!

代表的なアルゴリズム5選

  • 線形探索
  • 2分探索
  • バブルソート
  • クイックソート
  • マージソート

アルゴリズムを学習できるサイト2選

  • Paiza
  • AtCoder

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