あのややこしそうなアルゴリズムがこんなにわかりやすいなんて！

動物たちの会話やアクションを読んだり見たりしていくだけで、むりなくアルゴリズムの基本が身につく、楽しい図鑑です。

お手元のパソコンで手軽に動かして実感できるPython実習つき。

■第1章 しまう　─　データ構造

1-1 どれを選べば楽々？　─　データ構造

1-2 積み上げる　　─　スタック

1-3 早い者順に並ぶ　─　キュー

1-4 使うデータ構造しだいで答えを出す手間が変わる

1-5 パソコンをネジ回しで開けると見えるヒント　─　メモリ

1-6 メモリにそっくり!?　─　配列

1-7 チャレンジ！　配列を使ったプログラム

【コラム】LinuxにおけるPythonのインストール

1-8 矢印があれば移動が減る　─　連結リスト

1-9 枝分かれを表現　─　木と木構造

1-10 二分木を使って式を表現する

■第2章 みつける　─　探索のアルゴリズム

2-1 たくさんのものから探そう！　─　探索

2-2 チャレンジ！　ユーザのデータをしまうプログラム

2-3 端から探そう　─　線形探索法

2-4 アルゴリズムの評価はおおざっぱに　─　O記法

【コラム】関数

2-5 チャレンジ！　線形探索法のプログラム

2-6 探しものは前に？　それとも後ろに？　─　二分探索法

2-7 チャレンジ！　最悪と最良のケースにおける計算量を求める

2-8 一撃で見つける　　─　ハッシュ法

2-9 ハッシュ値が衝突したらどうする？

2-10 チャレンジ！　ハッシュ法でデータを探索するプログラム

■第3章 ならべる　─　ソートのアルゴリズム

3-1 ならべてみよう！　─　ソート

3-2 チャレンジ！　ソートのプログラム

3-3 列のどこに入れる？　─　挿入ソート

3-4 挿入ソートの計算量、最良のケース

【コラム】番兵

3-5 挿入ソートの計算量、最悪のケース

3-6 最強はどれだ？　─　選択ソート

3-7 選択ソートの計算量

3-8 ソート済みデータが浮かんでくる？　─　バブルソート

3-9 データを振り分ける　─　クイックソート

3-10 クイックソートの計算量、最良と最悪のケース

3-11 クイックソートの手順

3-12 安定なソートアルゴリズム

3-13 一見当たり前でも高性能　─　マージソート

3-14 マージソートの手順

3-15 マージソートの計算量

3-16 マージソートの領域計算量

■第4章 かくす　─　暗号とセキュリティ

4-1 何を知られると解読されてしまうのか？　─　暗号の基礎

4-2 鍵をどうやって渡す？　─　共通鍵方式

4-3 相手に渡した鍵は知られても大丈夫　─　公開鍵方式

4-4 本当に本人？　─　認証

4-5 チャレンジ！　公開鍵方式を体験

■第5章 かんがえる？　─　人工知能（AI）

5-1 モデルは神経細胞　─　ディープラーニング

5-2 チャレンジ！　ニューラルネットワークにおける計算

5-3 どれとどれが仲間？　─　クラスタリング

付録A　Pythonのインストール

付録B　エラー対処法

アルゴリズムはITの分野でも重要なテーマの1つであり、一般教養としても学び身に付ける価値があります。本書はよく知られている「アルゴリズムとデータ構造」の計算の形・計算の流れ・計算結果のデータを分かりやすく視覚化しました。

各アルゴリズムに掲載している『QRコード』からスマートフォンやタブレット端末のカメラでアクセスすれば、直観的で分かりやすく・楽しく学習することができるアルゴリズム・アニメーション（動画）を見ることができます。

また本書では疑似コード（プログラミング言語の種類に依存しない模範コード）によるプログラミングの手引きも用意し解説しています。

アルゴリズムは人の脳で考え実行できますが、コンピュータプログラミングによって自動化することが可能です。アルゴリズムを正確に組み立て問題を理解・解決することができる能力、限られたコンピュータ資源を効率よく使い、データの構造を工夫していくことがプログラマにとって大切になってきます。

本書でアルゴリズムとデータ構造を理解し、プログラミング可能な実力を養おう。

アルゴリズムと、それを主要言語でどのように書けばよいのかを、図解とイラストを豊富に使って説明した入門書。

本書の特長は、

1.　「アルゴリズムの意味」をイラストや図でやさしく解説

2.　そのアルゴリズムに関する「プログラミング言語」のサンプルを試し、体験して納得

の2点です。

「アルゴリズム」と聞くと難しそうに思えますが、ズバリ『問題を解決するための考え方』です。「このアルゴリズムは、どんな考え方で問題を解こうとしているのか？」「この手順は、何をしようとしているのか？」など、「アルゴリズムの意味」に注目して考えていくと、だんだんとアルゴリズムがわかってきます。本書ではイラストや図を使って、入門者でもアルゴリズムのイメージがつかめるよう、解説していきます。

そして、「意味が理解できただけ」では使えるようになりませんので、実際にプログラミング言語によるサンプルプログラムを用意しました。「理解した意味の通りにアルゴリズムが動くこと」を試して、実感してください。

この「第2版」では、「迷路自動生成アルゴリズム」「迷路探索アルゴリズム」を追加して解説。

「アルゴリズム」をちゃんと把握したい人、プログラムの組み立て方をもっと知りたい人に役立つ1冊です。

【サンプル掲載言語】

Python、JavaScript、PHP、C、C#、Java、Swift、VBA

【本書で紹介しているアルゴリズム】

・簡単なアルゴリズム

合計値、平均値、最大値、最小値、データの交換

・サーチアルゴリズム

リニアサーチ（線形探索法）、バイナリサーチ（二分探索法）

・ソートアルゴリズム

バブルソート（単純交換法）、選択ソート（単純選択法）、挿入ソート（単純挿入法）、シェルソート、クイックソート

・迷路自動生成アルゴリズム

棒倒し法、穴掘り法

・迷路探索アルゴリズム

右手法・左手法、幅優先探索法

第1章　アルゴリズムってなに？

第2章　いろいろなプログラミング言語

第3章　データ構造とアルゴリズムの基本

第4章　簡単なアルゴリズム

第5章　サーチアルゴリズム

第6章　ソートアルゴリズム

付録