日常の問題をアルゴリズム化する

道具は4つ揃いました。分解・パターン・抽象化・アルゴリズムです。ここでは実際に、日常の問題を機械が実行できる手順に落としてみます。これができれば、あとは文法を覚えるだけという段階に入ります。

例題1: 自動販売機のおつり

1000円を入れて150円の飲み物を買ったとき、850円のおつりを枚数が最も少なくなるように返す手順を考えます。

1. おつり ← 投入金額 − 商品の値段
2. 大きい硬貨から順に（500円、100円、50円、10円）次を繰り返す
3. その硬貨でおつりを割った商の枚数だけ、その硬貨を出す
4. おつり ← おつりを、その硬貨で割った余り
5. おつりが0になったら終了

850円なら、500円が1枚（残り350）、100円が3枚（残り50）、50円が1枚（残り0）。合計5枚です。大きいものから順に取れるだけ取るというこの考え方には、貪欲法という名前が付いています。

例題2: じゃんけんの勝敗

自分と相手の手を受け取り、勝敗を返します。素直に書くと、組み合わせを9通り全部書くことになります。でもパターンを探すと、こう縮みます。

1. 2つの手が同じなら「あいこ」
2. 自分がグーで相手がチョキ、自分がチョキで相手がパー、自分がパーで相手がグー、のいずれかなら「勝ち」
3. それ以外は「負け」

9通りが3通りになりました。先に例外（あいこ）を片づけると、残りが単純になる——これは実務でもよく効く型です。

例題3: 朝の準備を最短にする

ここには新しい観点が入ります。同時にできるかです。

• お湯を沸かす（5分・待つだけ）
• 顔を洗う（3分・手が要る）
• パンを焼く（4分・待つだけ）

順にやれば12分ですが、「お湯を沸かす」と「パンを焼く」を先に始めて、待つ間に顔を洗えば5分で済みます。プログラムの世界でも、待ち時間の間に別の仕事をする考え方があります（並行処理）。今は「順番の付け方で、かかる時間が変わる」ことだけ知っておいてください。

書けたら、必ず変な入力で試す

手順ができたら、意地の悪い入力を自分で当ててみてください。おつりの例なら「ちょうどの金額を入れた（おつり0円）」「1円足りない」「両替できる硬貨が切れている」。じゃんけんなら「グーとしか書かれていない入力」。普通の入力で動くのは当たり前で、変な入力で壊れないかが品質です。この習慣は、のちのセキュリティの話にまっすぐつながります。

共通する進め方

どの例題でも、やったことは同じです。

1. 入力と出力をはっきりさせる（何をもらって、何を返すか）
2. 大きい流れを分解する
3. 繰り返せる部分・共通部分を見つける
4. 例外（0円のとき、あいこ、在庫切れ）を洗い出す
5. 擬似コードに落とす

この順番は、これから何度も使います。困ったら1に戻ってください。