単純挿入法（挿入ソート）とは？
単純挿入法（たんじゅんそうにゅうほう）とは、代表的な整列アルゴリズムの一つで、英語では「Insertion Sort（挿入ソート）」と呼ばれます。配列やリストの要素を一つずつ取り出し、すでに整列済みの部分に正しい位置へ挿入していくという、直感的で理解しやすい方法が特徴です。基本情報技術者試験などの情報処理試験でも頻出のアルゴリズムです。
目次
単純挿入法の基本的な考え方
単純挿入法では、配列の先頭要素を「整列済み」とみなし、次の要素を取り出して適切な位置に挿入します。この操作を配列の末尾まで繰り返すことで、最終的に全体が昇順または降順に整列されます。トランプを手札に並べ替える作業をイメージすると理解しやすいでしょう。
処理手順の概要
- 先頭の要素を整列済みとする
- 未整列部分から1つ要素を取り出す
- 整列済み部分と比較しながら正しい位置を探す
- 要素を挿入して整列済み部分を拡張する
特徴とメリット
単純挿入法の最大のメリットは、アルゴリズムが非常に分かりやすく、実装が簡単な点です。また、データ数が少ない場合や、ほぼ整列済みのデータに対しては高速に動作します。安定ソートであるため、同じ値を持つ要素の順序が保たれる点も利点です。
デメリットと計算量
一方で、単純挿入法はデータ数が多い場合に処理時間が長くなります。最悪計算量は O(n2) となり、大規模データの整列には不向きです。そのため、実務ではクイックソートやマージソートなど、より高速なアルゴリズムが使われることが一般的です。
まとめ
単純挿入法は、アルゴリズム学習の入門として非常に重要な整列方法です。処理の流れが理解しやすく、他の高度なソートアルゴリズムを学ぶための基礎知識として役立ちます。試験対策やアルゴリズム理解の第一歩として、ぜひ押さえておきたい手法です。
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