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【応用情報技術者試験】計算量を5分で理解!

「計算量って何?」
応用情報技術者試験でもアルゴリズム分野で超頻出ですが、

  • O(n)?
  • O(log n)?
  • 何を表してる?
  • なぜ重要?

で混乱する人がかなり多いテーマです。

この記事では、

  • 計算量とは?
  • O記法
  • 代表的な計算量
  • 試験での頻出ポイント

を5分で理解できるように解説します!


まず結論

計算量とは?

「処理量の増え方」

です!


超簡単にいうと

データ量が増えた時、

どれくらい重くなるか

を表す。


なぜ重要?

例えば:

  • 10件なら速い
  • 100万件なら激遅

では困る!


だから

効率の良いアルゴリズム

が必要。


引っ越しで理解しよう

かなり分かりやすい👇


荷物10個

すぐ終わる。


荷物1万個

超大変!


計算量とは

「荷物増加で作業量がどう増えるか」

みたいなもの。


O記法とは?

超頻出!


書き方

O(n)

など。


読み方

オーダー記法

または:

ビッグオー記法


nとは?

データ数


O(n)


意味

データ数に比例


線形探索。

1件 → 1回
100件 → 100回


O(n²)

超頻出!


意味

二乗で増える


100件 → 10000

かなり重い!


代表例

  • バブルソート
  • 選択ソート

O(log n)

超重要!


意味

少しずつしか増えない


二分探索。


イメージ

毎回半分に減る


100万件でも:

約20回程度。

超高速!


O(n log n)


高性能ソートで多い

代表👇

  • クイックソート
  • マージソート

計算量比較

超重要!

計算量速さ
O(1)超高速
O(log n)高速
O(n)普通
O(n log n)実用高速
O(n²)遅め

O(1)とは?

データ数関係なし


配列アクセス。

A[5]


なぜ?

場所がすぐ分かる。


実行時間との違い

ここ混乱しやすい!


計算量

増え方


実行時間

実際の秒数


つまり

PC性能で秒数は変わる。

でも:

計算量はアルゴリズムの性質


応用情報で超頻出

かなり狙われる👇

  • O(n)
  • O(log n)
  • O(n²)
  • 二分探索
  • ソート

よくあるひっかけ

「O(n²)はn×2」

→ 違う!

nの二乗


1分で復習!

計算量

処理量増加の大きさ


O(n)

比例増加


O(log n)

少ししか増えない


O(n²)

急増加


練習問題

問題

二分探索の計算量として最も適切なものはどれか。

O(1)

O(log n)

O(n)

O(n²)


解答

正解:イ

解説

二分探索は探索範囲を毎回半分に減らすため、計算量はO(log n)となります。


まとめ

計算量とは

「処理量の増え方」


超重要

  • O(log n)
  • O(n)
  • O(n²)
  • O(n log n)

まずは、

「logは高速」

「n²は重い」

このイメージを持つとかなり理解しやすくなります!


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