【アルゴリズム】シェルソート｜基本情報技術者科目B対策

2023年4月から基本情報技術者の試験制度が変更されたものの科目B（旧：午後問題）の重要さは変わりません。

出題方式は「多肢選択式」で以前と同じですが、データ構造及びアルゴリズムが8割、情報セキュリティが2割の割合で出題される点が大きく変わっています。

合格基準点は600点以上/1000点満点中、つまり6割以上取れれば合格になります。

そんな科目Bのデータ構造及びアルゴリズムについて、基本となるソートの問題について考えてみましょう。

ソート（整列）とは？？
シェルソートとは？？
どんなときに使う？
シェルソートの実装例（プログラム）
まとめ

ソート（整列）とは？？

ソートとは、複数のデータが並んだ列を、何らかの順序に基いて順番通りになるよう並べ替える(整列させる)こと。
数値を大きい順または小さい順に並べたり、文字をアルファベット順や五十音順に並べたり、日時を古い順または新しい順に並べ替えることが該当する。

また、コンピュータによるデータ処理でソート（整列）手順を定式化したアルゴリズムをソートアルゴリズムと言っています。

ソートアルゴリズムにも種類があり、場面に応じた使い分けが必要です。

＜ソートアルゴリズム例＞

・単純交換ソート（バブルソート）

・単純選択ソート

・クイックソート

・ヒープソート　　等

シェルソートとは？？

シェルソートとは、「単純挿入ソートの長所を活かしたまま、その短所を補うことで高速なソートをする」整列手順・ソートアルゴリズムのことを指します。

例えば、リストを整列させる手順の場合、下記のようになる。

１．整列されていないデータ列から一定間隔起きに要素を取り出し並び替える
　例：間隔４

２．手順1より間隔を縮めて要素を取り出し並び替える
　例:間隔２

３．手順1〜2を繰り返して間隔1となるまで繰り返して完了とする。

どんなときに使う？

シェルソートは、単純挿入ソートの上位互換であるアルゴリズムです。

基本挿入ソートの弱点を補いながら、長所はそのまま活かされており、基本挿入ソートを使う場面であれば、シェルソートを利用する方が良いです。

ただ、アルゴリズムが複雑になることが欠点でもあります。

シェルソートの実装例（プログラム）

実装例は下記です。

Web上で実際にプログラムを動かすことができるサイトがあります。

色々プログラムをいじってみましょう！

Online PHP/Java/C++... editor and compiler | paiza.IO

＜実装例＞

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] data = {1, 4, 3, 7, 5, 2, 6};

        //シェルソートのプログラム（コメント）
        for(int i=data.length/2 ; i > 0; i /= 2) {
            for(int j=i ; j < data.length; j++){
                int k;
                int tmp = data[j];
                for(k = j - i; k >= 0 && data[k]> tmp; k -= i){
                    data[k + i] = data[k];
                }
            data[k + i] = tmp;
            }
        }

        //配列を表示させるプログラム（コメント）
        for(int i = 0; i < data.length; i++) {
            System.out.println(data[i]);
        }
    }
}