【Java】アルゴリズムとデータ構造

アルゴリズムについて

アルゴリズムとは、問題を解決するために定義された手順や手法のことを言います。
しかし、「あるアルゴリズムが問題を解決するために常に最適である」とはならないので、問題の持つ性質・状況に応じて、数あるアルゴリズムの中からよりベターなアルゴリズムを使い分ける必要があります。

データ構造

アルゴリズムを選択する基準の一つに、処理速度・メモリ使用量があります。
よりベターなアルゴリズムを使い分けるために、各種データ構造のメリット・デメリットを把握する必要があります。
主なデータ構造についてのみ下記で説明します。

配列（Array）

メリット: 要素へのランダムアクセスが高速であるため、要素の探索が容易です。また、単純なデータ構造であるため、メモリ使用量が少なく効率的です。
デメリット: 配列のサイズは宣言時に固定されるため、動的なサイズ変更が難しく、要素の挿入や削除は向いていません。

リスト（List）

メリット: 要素の挿入や削除が容易であり、可変長のデータを扱うことができます。また、要素の順序が保証されます。
デメリット: リスト内の要素の探索には時間がかかる場合があります。また、要素の挿入や削除がリストのサイズに比例して時間がかかることがあります。

セット（Set）

メリット: 要素の挿入や削除が容易であり、可変長のデータを扱うことができます。また、要素の重複を許さず、要素の順序が保証されないため、Listよりは高速な要素の探索が可能です。
デメリット: 要素の順序が保証されないため、挿入順やソートされた順序を必要とする場合には向いていません。

マップ（Map）

メリット: マップはキーと値のペアを関連付けるデータ構造であり、キーを使用して効率的に値を取得することができます。また、要素の挿入や削除が容易であり、可変長のデータを扱うことができます。
デメリット: キーの重複を許しません。また、マップ内の順序は保証されないため、特定の順序で要素を取り出すことはできません。そして、特定のキーを検索する際に、リストや配列ほど効率的ではなく、探索に時間がかかる場合があります。さらに、要素の挿入や削除がマップのサイズに比例して時間がかかることがあります。