CODE FESTIVAL 2014 高橋直大トークライブ トークテーマ「アルゴリズムのイメージを擬人化する」

1. アルゴリズムのイメージを 擬人化する
AtCoder株式会社 代表取締役
高橋 直大
2014/11/10
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2. ©AtCoder Inc. All rights reserved.
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はじめに
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3. 内容について
•初心者向きの内容になります。
–ガチ勢は聞いても勉強にならないかも
–可愛いキャラが後半に出てくるので、それ目当ても可
•一応教育コンテンツです
–擬人化をすることで良いこともあるんです。
•気になった点は即突っ込んでください。
–擬人化、一人でしてもつまらないので、属性追加とか大 歓迎です
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アルゴリズムをなぜ擬人化するのか？
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5. なぜ擬人化？
•アルゴリズムが擬人化出来ない人は、そのアルゴリ ズムを理解しているとは言えない！
–アルゴリズムを十分に理解している人は、アルゴリズムの 擬人化が上手
•もちろん、全員が全員擬人化しているわけではありません
–逆に、あまり理解していないアルゴリズムは、上手く擬人 化できない
•知らないアルゴリズムは擬人化出来ない！
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6. 擬人化をしよう！
•擬人化をするために必要なことは？
–アルゴリズムの特徴を、出来るだけ多く捉える！
•特徴が解らないと、安易な擬人化しか出来ません。
–アルゴリズムを、別の視点から見てみる！
•こういう入力の時はどう？
•ああいう入力の時はどう？
•そういった視点から、キャラクターの性格が形成されていく
•こうした複数の視点を積極的に探していくことで、アルゴリズム を深く理解し、問題を解く能力が向上する！
–競技プログラミングに直結するとは限りません
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ブルートフォース
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8. あ
•あ
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9. ブルートフォース
•総当たりアルゴリズム
–力づくで全部調べる
•全てを力で解決する
–蟻本さえも丸めて武器にしてしまう
•だが、完全な脳筋キャラなのだろうか？
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10. ブルートフォース
•ブルートフォースは劣ったアルゴリズム？
–そんなことはありません！
•計算量が問題ないのであれば、最もバグりにくく、 コード量も短くて済むことが多い！
•力づくで解決できない問題ももちろんあるが、力づ くで良いのであれば、それが最も楽
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11. ブルートフォース
•ブルートフォースは、「力づくで解決できる時にだけ 出てくる仕事人！」
–蟻本も持ってるし、脳筋キャラでも勉強してる！
–自分の役立つポイントは、彼が一番理解しています。
•もしブルートフォースを組んでTLEしたら、ブルート フォースが悪いのではなく、悪いのはあなたです！
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12. ブルートフォース おまけ
•なんで女の子じゃないの？
–マッチョな女の子とか嬉しくないじゃん！！！！
»ほんとは男２女２にしてねって言われたからです。
•女の子としてイメージすると、また違ったキャラ付に 出来るかもしれない！
–それはご来場の皆様にお任せします！
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深さ優先探索
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14. あ
•あ
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15. 深さ優先探索
•深さ優先探索は勇者である
–色々なところに、主人公的な要素が存在する！！！
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16. 深さ優先探索
•「解に辿り着いたとしても、その解が最短である保 障がない点」
–とりあえず答えにはたどり着くけど、普段の仕事はいい加 減
•これだけ見ると「決して優等生なキャラクターではない」という部 分が強調される。
•ヒーローの日常は多少不真面目なくらいが良い！
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17. 深さ優先探索
•「グラフが膨大でも、解に辿り着けることがある」
–真面目に最短路を探すようなアルゴリズムでは、とても解 に辿り着けないような膨大なグラフでも、解に辿り着ける ことがある。
•例えば、6*6のスライドパズルの探索とか
–単純な実装では大抵上手くいかないけれども、ちょっとし た工夫で一気に探索結果が変わるのも魅力的
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18. 深さ優先探索
•「たまに空回りする」
–グラフの形によっては、同じところで無限ループを起こし てしまう
•ちょっとだめなところがあるのもポイント！
–大事な仲間（メモリーちゃん）に覚えてもらうことにより、 空回りを起こさなくなる！
•いわゆるメモ化再帰
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19. 深さ優先探索
•他にも色々な主人公要素が存在する
–初期パーティ
•アルゴリズムを学ぶ上で、「探索」は最初に身に着けるツールです。 最初から出てくること程、主人公らしい要素はありません。
–目の前のことを無視できない。
•隣接ノードのうち最も評価が高いものから探索する、というのはよ くおこなわれる手法であり、それをすることにより、遠くの良い解 よりも、近くの解に近づき易くなります。
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20. 深さ優先探索 おまけ
•もし深さ優先探索が女の子だったら？
–ヤンデレっぽい子にした気がします
•一人の男性に嵌ると、そこで無限ループを起こして抜け出せない
–サークルクラッシャー的な子の可能性もあり
•親しくなった男性の友人と次々に親しくなっていく
•そういう目で見ると、探索系アルゴリズムは全部真人間ではなく なってしまうので、もうちょっと違った目線で見てあげたほうが良 いと思います＞＜
–もちろん女勇者でも良い
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幅優先探索
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22. あ
•あ
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23. 幅優先探索
•委員長タイプの女の子！
–真面目！かわいい！
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24. 幅優先探索
•委員長タイプの女の子！
–全員に対して平等です。
•始点からの距離に対して近い順に探索します。
•偏ったりはしません。
–常にきっちりと仕事をこなします。
•出力される解は必ず最短であることが保障されている
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25. 幅優先探索
•やることが増え過ぎちゃうと対応できない
–解までが遠いと、絶対に解に辿り着けない
•目回してあわあわってなりそうでかわいい
–あんまり工夫の余地がない
•探索順を弄っても、そんなに探索効率は変わらない
–凄く工夫するとダイクストラやA*になるが、これはもはや別物
–融通の利かない感じがかわいい
•深さ優先探索と大体正反対！
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ビームサーチ
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27. あ
•あ
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28. ビームサーチ
•「ビーム」の名が表す通り、魔法少女ちゃん！！
–杖からビームを打つよ！
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29. ビームサーチ
•「ビーム」の名が表す通り、魔法少女ちゃん！！
–杖からビームを打つよ！
•・・・みたいな設定なわけがないです！！！
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30. ビームサーチ
•そもそもビームサーチってどういうアルゴリズム？
–良い状態を上位K個まで保持する
•貪欲法だと、「最も良いものを選ぶ」
•ビームサーチは、「上からK個を残す」
–何が嬉しいの？
•貪欲法だと上手くいかない問題はたくさんある
•でも、貪欲法だと「ある程度上手くいく」問題もたくさんある
•だったら、貪欲法で候補になるのをたくさん持っておけば、もっと 上手くいきやすいよね！って発想
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31. ビームサーチ
•ビームサーチって地味じゃない？
–「ビーム」は、探索のループ毎に、「常にK個のノードを探索 する」→「幅が一定」だからビームって呼ばれてるだけ
•それなのに、「ビームサーチ」とかかっこいい名前がつ いてる
こんなかっこいい
ビームは打てない！
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32. ビームサーチ
•結論：ビームサーチはコスプレ少女である
–ビームなんて打てない！魔法も使えない！
–コスプレしているだけ！
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33. ビームサーチ
•では、ビームサーチちゃんは本当はどんな子なの か？
–ビームサーチちゃんは、地方から出てきて都会に出てきた、 一人暮らしの大学1年生である！
•書いて貰った段階では高校生だったんだけど、なんとなく大学１ 年生にしました
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34. ビームサーチ
•一人暮らしの貧乏な女の子
–狭い部屋に一人で住んでる
–お金がないので、コスプレ衣装を自分で作っている
•前に作ったコスプレ衣装を参考に、改良したものを新たに作る
–狭い部屋に住んでいるので、ものがあまり置けない
•お気に入りの上位K着だけを残して、残りは捨ててしまう
•地味なのに頑張ってるのが可愛い！
•幸薄っぽいのが可愛い！！！
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35. ©AtCoder Inc. All rights reserved.
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最後に
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36. 今回のまとめ
•ブルートフォースくん
–力づくで押し切るのが得意です。使い方は考えましょう
•深さ優先探索くん
–とりあえずチューニングすればなんとかしてくれます。最 適解とかを出したい時は無理だけど
•幅優先探索ちゃん
–きっちりしてるけど、探索空間が膨大な時に注意しよう
•ビームサーチちゃん
–かわいい！地味かわいい！
–意外と単純、簡単なアルゴリズムです！こわくないよ！
•魔法使いだって考えると怖いけど、所詮コスプレ少女だよ！
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37. さいごに
•今回の擬人化の説明は、「イラストにあった特徴」だ けを取り出しています。
–よって、アルゴリズムの全ての特徴が生かせているわけで はない
•例えば、深さ優先探索は、「辞書順最小」とかは見つけられる
•一人が擬人化するだけでは、全ての特徴を列挙出 来ない
–一部の特徴は、擬人化することでむしろ見えなくなってし まう
•これを解決するには、みんなでそれぞれアルゴリズム を擬人化し、共有すれば良い！
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