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基本情報処理技術者

プログラミング

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構造化プログラミング

構造化プログラミングとは?

順次構造、選択構造、繰り返し構造のみを使って、呼び出し元プログラム→モジュール→サブモジュールという全体構造を作っていく。

プログラム上の指定の位置に移動するgoto文を排除することで、プログラム全体の見通しをよくするための考え方。

構造化プログラムの要素

  • 順次構造…上から下に順番に処理を行う。
  • 選択構造…条件によって行う処理を分岐する。主にif文。
  • 繰り返し構造…ある条件になるまで同じ処理を行う。
    • 前判定繰り返し型…条件判定を最初に行う。while型とも呼ぶ。
    • 後判定繰り返し型…条件判定を最後に行う。do-while型とも呼ぶ。

データ構造

配列

リスト

キュー

キューのイメージ

キューは待ち行列と呼ばれる。先入れ先出し方式(FIFO:First In First Out)の構造である。
入れた順番に取り出せる構造である。

順番待ちのように、追加された順番に処理を行いたいときに使用する。

スタック

スタックのイメージ

スタックはキューの逆で、先入れ後出し方式(LIFO:Last In First Out)の構造である。
最後に入れたものを最初に取り出す構造である。

ツリー構造(木構造)

データの階層構造を表すために使用される。データの探索や整列でも非常によく使用される。

例)ファイルシステム(ディレクトリ構造)、URLのドメイン名

ツリー構造の各部の名称
  • ルート…木の一番上のノードのこと
  • ブランチ…木から分岐してる枝のこと
  • ノード…木から分岐した枝の先にある節のこと
  • リーフ…木の一番下のノードのこと

完全2分木

左は完全2分木、右は完全2分木ではない。

全ノードが2つの子を持ち、ルートから全てのリーフまでが同じ深さを持つツリーを完全2分木と呼ぶ。

ノードから分岐するブランチの左側を左部分木、右側を右部分木と呼ぶ。

2分木とは、ノードから分岐するブランチが2本以下のツリーのこと。
ノードから分岐するブランチが3本の場合は3分木になる。

2分探索木

2分探索木

ノードの持つ値が常に左<親<右となるツリーを2分探索木と呼ぶ。常に左<親<右の関係にしておくことで、値の場所をすぐに調べることができるため、探索木と呼ばれる。

アルゴリズム

線形探索法

2分探索法

ハッシュ法

オブジェクト指向

is-a関係、has-a関係、part of関係

is-a関係、汎化と特化の例

Class ゼニガメ extends ポケモン というクラス構成になる。
この時、ゼニガメ is-a ポケモン なので 子 is-a 親、サブ is-a スーパーとなる。
ポケモン is-a ゼニガメとは言えない。

part-of 関係(has-a関係)、集約と分解の例

Class ゼニガメ {



}
という関係になる。この時、頭はゼニガメの一部であるから、頭 part-ofゼニガメと言える。また、ゼニガメは頭を所有しているから、ゼニガメ has-a 頭と言える。

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