書籍概要

Pythonによるはじめてのアルゴリズム入門

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概要

本書は，Pythonを使用してアルゴリズムを習得するための入門書です。ソート，サーチ，再帰，リスト，木，グラフといったアルゴリズムの基本から，連立方程式の解法，逆ポーランド記法，最短路問題，タートルグラフィックス，グラフ描画，パズルやゲームといった実用的な応用まで，豊富な例題を通してアルゴリズムを効率的に学ぶことができます。例題や練習問題は「Google Colaboratory」で動作するので，Webブラウザーがあればすぐに動作が確認可能です。

著者がこれまで30年以上にわたって出してきた定番シリーズ「○○によるはじめてのアルゴリズム入門」の最新版となります。

こんな方におすすめ

  • すでにPythonについては知識があり，Pythonでアルゴリズムを勉強したい人

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目次

第1章　ウォーミング・アップ

  • 1-0　アルゴリズムとは
  • 1-1　漸化式
  • 1-2　写像
  • 1-3　順位付け
  • 1-4　ランダムな順列
  • 1-5　モンテカルロ法
  • 1-6　ユークリッドの互除法
  • 1-7　エラトステネスのふるい

第2章　数値計算

  • 2-0　数値計算とは
  • 2-1　乱数
  • 2-2　数値積分
  • 2-3　テイラー展開
  • 2-4　非線形方程式の解法
  • 2-5　補間
  • 2-6　多桁計算
  • 2-7　長いπ
  • 2-8　連立方程式の解法
  • 2-9　線形計画法
  • 2-10　最小2乗法

第3章　ソートとサーチ

  • 3-0　ソートとサーチとは
  • 3-1　基本ソート
  • 3-2　シェル・ソート
  • 3-3　線形検索（リニアサーチ）と番兵
  • 3-4　2分探索（バイナリサーチ）
  • 3-5　マージ（併合）
  • 3-6　文字列の照合（パターンマッチング）
  • 3-7　文字列の置き換え（リプレイス）
  • 3-8　ハッシュ

第4章　再帰

  • 4-0　再帰とは
  • 4-1　再帰の簡単な例
  • 4-2　再帰解と非再帰解
  • 4-3　順列の生成
  • 4-4　ハノイの塔
  • 4-5　迷路
  • 4-6　クイック・ソート

第5章　データ構造

  • 5-0　データ構造とは
  • 5-1　スタック
  • 5-2　キュー
  • 5-3　データ構造としてのリスト
  • 5-4　Pythonの言語仕様のリスト
  • 5-5　双方向リスト
  • 5-6　逆ポーランド記法
  • 5-7　パージング
  • 5-8　自己再編成探索
  • 5-9　リストを用いたハッシュ

第6章　木（tree）

  • 6-0　木とは
  • 6-1　2分探索木のリスト表現
  • 6-2　2分探索木の作成
  • 6-3　2分探索木の再帰的表現
  • 6-4　2分探索木のトラバーサル
  • 6-5　レベルごとのトラバーサル
  • 6-6　ヒープ
  • 6-7　ヒープ・ソート
  • 6-8　式の木
  • 6-9　知的データベース

第7章　グラフ（graph）

  • 7-0　グラフとは
  • 7-1　グラフの探索（深さ優先探索）
  • 7-2　グラフの探索（幅優先探索）
  • 7-3　トポロジカル・ソート
  • 7-4　Eulerの一筆書き
  • 7-5　最短路問題

第8章　グラフィックス

  • 8-0　ColabTurtle（タートルグラフィックス・ライブラリ）
  • 8-1　forwardとleft
  • 8-2　2次元座標変換
  • 8-3　ジオメトリック・グラフィックス
  • 8-4　3次元座標変換
  • 8-5　立体モデル
  • 8-6　3次元関数と隠線処理
  • 8-7　リカーシブ・グラフィックスⅠ
  • 8-8　リカーシブ・グラフィックスⅡ
  • 8-9　いろいろなリカーシブ・グラフィックス
  • 8-10　グラフィックス・ライブラリ（glib.py）
  • 8-11　Matplotlibを使ったグラフの作成
  • 8-12　Matplotlibを使った3D表示

第9章　パズル・ゲーム

  • 9-1　魔方陣
  • 9-2　戦略を持つじゃんけん
  • 9-3　バックトラッキング
  • 9-4　ダイナミック・プログラミング
  • 9-5　万年暦で作るカレンダー
  • 9-6　21を言ったら負けゲーム
  • 9-7　迷路の作成と探索

サポート

ダウンロード

本書に掲載しているプログラムコードおよびファイルをダウンロードすることができます。圧縮ファイルをダウンロードし，展開してご利用ください。

（2024年7月29日更新）

  1. 下の枠内に，本書P.464に記載されている「アクセスID」と「パスワード」を入力します。
  2. 「ダウンロード」をクリックします。

なお，ipynbファイルを使用する場合，同時に使用できるセッション数には限りがあります。そのため，1つのノートブックを開いて，その都度txtファイルからコピー&ペーストした方が実行しやすい場合があります。

正誤表

「4-6　クイック・ソート」で掲載しているRei31，Dr31におきまして，配列が降順になっているとエラーになることがあるため，プログラムを以下のように修正します。

（2024年7月29日最終更新）

P.193　Rei31の12行目

誤 
while a[i] < s:
正 
while i <= right and a[i] < s:

P.193　Rei31の15行目

誤 
while a[j] > s:
正 
while j >= left and a[j] > s:

P.195　Dr31の12行目

誤 
while a[i] < s:
正 
while i <= right and a[i] < s:

P.193　Rei31の15行目

誤 
while a[j] > s:
正 
while j >= left and a[j] > s:

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