TypeScript中級

中級 TypeScriptで学ぶデータ構造｜解説編

 

導入

データ構造は、プログラミングにおける基盤であり、効率的なアルゴリズムを実現するための重要な要素です。特に中級レベルのプログラマーにとって、データ構造の理解は業務における問題解決能力を向上させるために欠かせません。本記事では、実務での具体的なシチュエーションをもとに、TypeScriptを用いてデータ構造を学びます。

教科書レベルの解説（データ構造）

重要な概念の整理

データ構造には様々な種類がありますが、ここではリストとマップに焦点を当てます。リストは順序を持つデータの集合であり、マップはキーと値のペアを管理します。リストを用いることで、データの順序を保持しつつ、特定の要素へのアクセスが可能です。一方、マップを使用することで、キーによる迅速なデータ検索が実現します。これらのデータ構造は、実際のアプリケーション開発において頻繁に遭遇するため、理解を深めることが重要です。

コード例（TypeScript）


class User {
    constructor(public id: number, public name: string) {}
}

class UserList {
    private users: User[] = [];

    addUser(user: User): void {
        this.users.push(user);
    }

    getUserById(id: number): User | undefined {
        return this.users.find(user => user.id === id);
    }

    getAllUsers(): User[] {
        return this.users;
    }
}

const userList = new UserList();
userList.addUser(new User(1, "Alice"));
userList.addUser(new User(2, "Bob"));
console.log(userList.getUserById(1));
console.log(userList.getAllUsers());

コードの行ごとの解説

  1. class User { ... }：ユーザーを表現するクラスを定義します。
  2. constructor(public id: number, public name: string) {}：ユーザーのIDと名前を初期化します。
  3. class UserList { ... }：ユーザーのリストを管理するクラスを定義します。
  4. private users: User[] = [];：内部でユーザーの配列を保持します。
  5. addUser(user: User): void { ... }：ユーザーをリストに追加するメソッドです。
  6. getUserById(id: number): User | undefined { ... }：IDによってユーザーを検索し、見つからなければundefinedを返します。
  7. getAllUsers(): User[] { ... }：全てのユーザーを取得するメソッドです。
  8. const userList = new UserList();：UserListのインスタンスを作成します。
  9. userList.addUser(new User(1, "Alice"));：ユーザーをリストに追加します。
  10. console.log(userList.getUserById(1));：ID 1のユーザーをコンソールに出力します。
  11. console.log(userList.getAllUsers());：全てのユーザーをコンソールに出力します。

解説編

リストとマップのデータ構造を扱う際、特に注意が必要なのは、データの重複や整合性です。ユーザーのIDが重複してしまうと、正確な情報を取得することが難しくなります。この場合、ユニークなIDを生成する方法や、重複を検出するロジックを組み込むことが重要です。また、リストのサイズが大きくなると、検索速度が低下するため、適切なデータ構造の選択が求められます。例えば、ユーザー数が増える場合、リストからマップへの移行を検討することが効果的です。

まとめ

  • リストとマップはデータ管理において基本的なデータ構造です。
  • データの重複や整合性を考慮することが実務において重要です。
  • 状況に応じてデータ構造を適切に選択することで、効率的なプログラムが実現できます。
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