初心者エンジニアのためのアルゴリズムとデータ構造大全

はじめに

プログラミング学習をはじめたばかりの初心者エンジニアの皆さんにとって、アルゴリズムとデータ構造は少し難しく感じるかもしれません。しかし、これらはソフトウェア開発のあらゆる場面で土台となる重要な知識です。優れたプログラムを作るためには、「データをどのように整理し、どのように処理するか」を考えることが欠かせません。

本記事では、初心者の方にも分かりやすいように基本のデータ構造とアルゴリズムを丁寧に解説し、競技プログラミングや技術面接で頻出の手法、さらに実務や最新トレンドに触れつつ、網羅的にご紹介します。「なんとなく聞いたことはあるけれど、実際どうやって使うか分からない」という疑問を解消し、自信をもってプログラミングに臨めるようになることが本記事の目標です。

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1. アルゴリズムとデータ構造とは何か？

最初に押さえておきたいのは、アルゴリズムとデータ構造の定義と役割です。

• アルゴリズム (Algorithm):
  目的を達成するための一連の手順・手法。たとえば、「配列を昇順に並べ替えたい」「ある数値がデータの中に含まれているかチェックしたい」といった問題を解くための具体的な操作手順を指します。
• データ構造 (Data Structure):
  データをどのように記憶し、管理するかを決定する方法。連続した配列に入れるのか、木の形で管理するのかなどによって、プログラムの効率は大きく変化します。

よく「アルゴリズムとデータ構造は車の両輪のようなもの」と言われます。最適なアルゴリズムと適切なデータ構造を組み合わせることで、高速かつメモリ効率の高いプログラムを実現できます。

きたたく

学習工学博士

自由に生きる人を増やしたい大学教員・経営者。
生成AIで経済的自由を達成するための知識を発信中。
元不登校から飛び級で博士号(工学)を取得した連続起業家。
プログラミングを通じて「U-22 プログラミングコンテスト CSAJ 会長賞」「IoT Challenge Award 総務大臣賞」「人工知能学会研究会 優秀賞」など40件を超える賞を受賞。
スマホアプリ会社を創業(売却)し、プログラミングスクールの会社を創業(20店舗経営)

著書：知識ゼロからのプログラミング学習術(秀和システム) 他多数