図解まるわかり アルゴリズムのしくみ

第1章　アルゴリズムの基本～アルゴリズムの役割とは何か？
1-1　速く正確な計算の手順
1-2　データを扱いやすくする
1-3　よいプログラムとは何か？
1-4　アルゴリズムを比べる基準
1-5　実装する言語による違い
1-6　便利なアルゴリズムの集まり
1-7　アルゴリズムの権利
1-8　アルゴリズムを図示する
1-9　紙に書く計算のアルゴリズム
1-10　素数を見つけ出す
1-11　共通する最大の約数を探す
1-12　パズルでアルゴリズムを学ぶ
1-13　ランダムな値を使って調べる
やってみよう｜さまざまな関数での値の増え⽅を比較してみよう

第2章　データの保管のしかた～それぞれの構造と特徴
2-1　整数の表現方法
2-2　データの単位
2-3　小数の表現方法
2-4　文字の表現方法
2-5　1つひとつに割り当てる
2-6　データを保管するサイズ
2-7　連続した領域に格納する
2-8　人がわかりやすいように表現する
2-9　データの位置を格納する
2-10　表形式のデータを格納する
2-11　単語や文章を格納する
2-12　複雑なデータ構造を表現する
2-13　一列に並べる形式
2-14　双方向につなげる形式
2-15　分岐した構造で保存する
2-16　条件を満たす木構造
2-17　探索に向いたデータ構造
2-18　バランスのよい木構造
2-19　順序のないデータを格納する
2-20　最後に格納したものから取り出す
2-21　保存した順番で取り出す形式
2-22　仮想メモリのページングアルゴリズム
やってみよう｜データを保管するのに必要なデータ量を計算してみよう

第3章　データを並べ替える～規則に沿って数字を整列させる
3-1　昇順、降順の並べ替え
3-2　同じ値の順番が保証される
3-3　最大値や最小値を選んで並べ替える
3-4　整列済みの配列に追加する
3-5　直前の要素と比べる
3-6　配列を双方向に入れ替える
3-7　交換と挿入を組み合わせて高速化
3-8　ヒープを作成しながら並べ替える
3-9　複数のデータを比較しながら統合
3-10　一般的に高速でよく用いられる並べ替え
3-11　取り得る値に限りがある場合に有効
3-12　隙間を用意して並べ替え
3-13　ジョークとして使われるソート
3-14　どの手法を選ぶべきか？
やってみよう｜ソートのフローチャートを描いてみよう

第4章　データを探す～目的の値を速く探し出すには？
4-1　複数のデータの中から条件に合うものを見つける
4-2　しらみつぶしに探索する
4-3　先頭から順に調べる
4-4　ソート済みのデータから探索する
4-5　近くにあるものを順に探索する
4-6　隣り合うものを順に探索する
4-7　階層を深く探索する
4-8　木構造の探索順による違い
4-9　逆方向からも探索する
4-10　始点と終点を変えて探索する
4-11　辺に注目して最短経路を探す
4-12　ノードに注目して最短経路を探す
4-13　経験則を生かして探索する
4-14　損害が最小になるものを求める
4-15　文章から文字列を検索する
4-16　工夫して文字列を検索する
4-17　特定のパターンに合致する文字列を検索する
やってみよう｜⾝近に使われている探索の⼿法を想像してみよう

第5章　機械学習で使われるアルゴリズム～AIを支える計算手法
5-1　データから分類や予測を実行
5-2　正解データをもとに学習
5-3　データから特徴を抽出して分類
5-4　望ましい結果に報酬を与える
5-5　木構造で分類や回帰を実現
5-6　複数の決定木で多数決
5-7　分離するときの境界との間隔を最大化
5-8　0から1の範囲で確率的に予測
5-9　人間の脳を模倣し、信号のやりとりを数式化
5-10　階層を深くして学習させる
5-11　実在しないデータを生成できるAI
5-12　画像のノイズ除去や境界の強調を実現
5-13　処理中にランダムな選択をして実行
5-14　生物の進化をまねる
5-15　時間経過に応じてランダム性を変える
5-16　近くのものを強く学習する
5-17　近似的な解を高速に求める
5-18　大量のデータを分類する
5-19　データの次元を縮小して新たな指標で表現
やってみよう｜⾝近に使われるAIの事例を調べてみよう

第6章　その他のアルゴリズム～高度に活用される応用事例
6-1　小さな問題に分割して結果を記録
6-2　データの容量を減らす
6-3　繰り返しを圧縮
6-4　入力の誤りを検出
6-5　雑音やノイズを除去
6-6　暗号アルゴリズムによるセキュリティ強化
6-7　簡単な暗号とその解読
6-8　負荷が小さい暗号方式
6-9　安全に鍵を共有する
6-10　大きな数の素因数分解が困難であることを利用
6-11　短い鍵で安全性を確保する
6-12　SNSで使われるアルゴリズム
6-13　Googleのアルゴリズム
6-14　事前の情報なしに意思決定する
6-15　すべての都市を訪問するコストを最小化
6-16　詰める商品の価値を最大化
6-17　解けないアルゴリズム
6-18　解けたら100万ドル？超難解問題
やってみよう｜「恵方巻きの方角」を計算で求めてみよう

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