データ構造とアルゴリズム論 第６章 探索のアルゴリズム データ構造とアルゴリズム論 第６章 探索のアルゴリズム 平成16年11月16日 森田 彦
基礎課題提出状況(11/9) 平均提出数=27.0 (全課題数31) 約５割が全課題を提出 ２０名 要注意！
応用課題提出状況（11/9） 平均提出課題数＝13.3 全課題提出は３名 12題以上提出は66%
探索とは？ あるデータ群から、目的のデータと合致するものを探し出す、という処理。→検索とも言う。 Webページの検索機能の強化→最近急速に発展 本章では、最も基本的な探索アルゴリズムを学習。
本章（本日）の学習のねらい 基本的な探索アルゴリズムを学習し、その処理の流れを理解する。 → 線形探索、2分探索 基本的な探索アルゴリズムを学習し、その処理の流れを理解する。 → 線形探索、2分探索 探索アルゴリズムの効率について考察する。 探索アルゴリズムを実際のプログラムに応用する。
6-1 線形探索 端から順番に探索する方法 ３を発見！ 例：カードの中から数字の３を探す。 ５ １ ３ 6-1 線形探索 端から順番に探索する方法 例：カードの中から数字の３を探す。 ５ １ ３ ３を発見！ 流れ図で表すと・・・ → p.92参照
最大（2n+1）回の比較が必要 → 改良の余地は？ → 番兵法へ（p.93） ＜線形探索のアルゴリズム＞ 開始 A[1]～A[n]にデータ保管 Noの入力 探したい数字を入力 データの終端のチェック i ← 1 毎回必要？ No i≦n Yes ’ありませんでした。’ Yes A[i] ＝No No i,’番目にありました。’ i ← i+1 終了 最大（2n+1）回の比較が必要 → 改良の余地は？ → 番兵法へ（p.93）
最大比較回数が減った！ ＜番兵法のアルゴリズム＞ A[1]～A[n]にデータ保管 最後の1回だけ！ 開始 Noの入力 i ← 1 データ終端を見分ける番兵の用意 A[n+1] ← No データの終端のチェック A[i] ＝No Yes 最後の1回だけ！ No i≦n No i ← i+1 Yes ’ありませんでした。’ i,’番目にありました。’ 終了 最大比較回数が減った！
【基礎課題6-1】(p.94) データ数がｎ個の時の、最大比較回数は？ 線形探索法では、（２ｎ+1）回 番兵法では 回？ n+2 線形探索法では、（２ｎ+1）回 番兵法では 回？ n+2 流れ図の確認→【基礎課題6-2】（ループ端記号の場合） 【基礎課題6-3】（A[0]～A[n-1]の場合） 線形探索の（練習）プログラム→【基礎課題6-4】（p.97）
2分探索法 6-2 2分探索 線形探索では、データ数に比例して（データ照合のための）比較回数が増大。 データ数が10倍→計算時間も10倍 6-2 2分探索 線形探索では、データ数に比例して（データ照合のための）比較回数が増大。 データ数が10倍→計算時間も10倍 → 大きなデータ数では、効率が悪い！ もっと効率の良い方法は？ 2分探索法
例：数字「30」の書かれたカードを探す。 ※最初に昇順にソートしておく。 A[1] A[2] A[3] A[4] A[5] A[6] A[7] A[8] A[9] A[10] 1 3 7 12 13 14 20 22 30 41 ① 「30」と真ん中のA[5]を比較 ③ 「30」とA[9]を比較 ② 「30」と真ん中のA[8]を比較 1 3 7 12 13 14 20 30 41 22 1 3 7 12 13 14 20 30 41 22 1 3 7 12 13 14 20 22 30 41 1 3 7 12 13 14 20 22 30 41 13 22 「30」がA[9]にあることを発見！→ 終了！ 探索範囲がA[9]～A[10]に絞られる。 探索範囲がA[6]～A[10]に絞られる。 データ数が2倍になっても比較回数は１回増えるだけ！ 流れ図の確認→p.101 → 【基礎課題6-5】で確認 プログラムは【基礎課題6-6】で作成
6-3 アルゴリズムの効率 p.104をよく読んで下さい。 ２分探索法は線形探索法（番兵法）より効率が良い。 6-3 アルゴリズムの効率 ２分探索法は線形探索法（番兵法）より効率が良い。 p.104をよく読んで下さい。 【基礎課題6-5】をきちんとやっておくことが必要。
6-4 応用課題 線形探索の応用→【応用課題6-A】 ２分探索の応用→【応用課題6-B】 6-4 応用課題 線形探索の応用→【応用課題6-A】 ２分探索の応用→【応用課題6-B】 【応用課題6-B】のプログラムを作成する事ができれば、本章の理解度はOKです。
今後の流れ（予定） 11/30 第７章 再起処理 12/7 第８章 連結リスト 12/14 第２回目テスト 11/30 第７章 再起処理 12/7 第８章 連結リスト 12/14 第２回目テスト 12/21 第９章 木構造（応用課題のみ） 1/11 今後の（プログラミング関連）学習ガイダンス ＆ 課題チェック