プログラマーの問題解決力を高める思考法 - 現役エンジニアのプログラミング部屋

プログラミングは、問題解決のスキルが非常に重要になってきます。
コードを書くことはもちろん重要ですが、それ以上に重要なのは、複雑な問題をどのように解決するかを理解することです。
以下に、プログラマーとしての問題解決力を高める為の手順をいくつか紹介するのでご参考までに。

問題を理解する

まず最初に、問題を完全に理解することが重要です。
これは、問題が何であるか、何が求められているのかを明確に理解することを意味します。
これには、問題を細分化し、小さな部分に分けて考えることも含まれます。

問題の定義：まず、何が問題なのかを明確に定義します。
これは、問題が何であるかを理解し、それが何を引き起こしているのかを特定することを含みます。
要件の特定：次に、問題を解決するために何が必要かを特定します。
これは、解決策が満たすべき要件や制約をリストアップすることを含みます。
情報の収集：問題とその要件を理解したら、それを解決するために必要な情報を収集します。
これには、関連するデータやリソースの調査が含まれます。
問題の分割：大きな問題は小さな部分に分割して考えることが有効です。
これにより、各部分を個別に解決し、全体の解決策を構築することが可能になります。

これらのステップは一般的なガイドラインであり、具体的なタスクやプロジェクトによっては異なるアプローチが必要となる場合もあります。
しかし、これらの基本的なスキルを身につけておけば、あらゆる種類のプログラミング課題に対応する能力が向上するでしょう。

実際にプランを立てる

問題が何であるかを理解したら、次にどのようにそれを解決するかのプランを立てます。これは、どのタスクをどの順序で行うべきか、どのようなツールやリソースが必要かを決定することを含みます。

具体的なプランを立てる手順は以下の通り

目標の設定
まず、問題を解決するために何を達成したいかを明確に設定します。
これは、解決策の目的や期待される結果を定義することを含みます。
戦略の選択
次に、目標を達成するためにどのようなアプローチや方法を採用するかを選択します。
これは、利用可能なツールやリソース、既存のソリューションやベストプラクティス、問題の難易度や複雑さなどを考慮することを含みます。
タスクの分割
戦略が決まったら、それを実行するために必要なタスクやサブタスクに分割します。
これは、各タスクの内容や順序、依存関係、期限などを明確にすることを含みます。
プランの文書化
タスクが分割されたら、それらを文書化し、プランとしてまとめます。
これは、プランの概要や詳細、進捗状況や変更履歴などを記録することを含みます。

コードを書く

プランができたら、次はそのプランに基づいてコードを書きます。このステップでは、適切なプログラミング言語とテクノロジーを選択し、それらを使用して問題を解決するためのコードを作成します。

そのプランに基づいてコードを書く具体的な手順は以下の通り

言語とテクノロジーの選択
プランを実現するために最適なプログラミング言語とテクノロジーを選択します。これは、問題の性質や要件、利用可能なリソース、開発者のスキルや経験などを考慮することを含みます。
コードの構造とスタイルの決定
次に、コードの構造とスタイルを決定します。これは、コードの分割やモジュール化、変数や関数やクラスの命名規則、インデントやコメントなどのフォーマットなどを含みます。
コードの記述と実行
コードの構造とスタイルが決まったら、それに従ってコードを記述し、実行します。このステップでは、プランで分割したタスクやサブタスクを順番にコーディングし、それぞれが正しく動作するか確認します。
コードのリファクタリングと最適化
コードが記述され実行されたら、それをリファクタリングや最適化します。これは、コードの可読性や効率や品質を向上させるために、不要な部分や重複した部分を削除したり、より良い方法やアルゴリズムに置き換えたりすることを含みます。

テストとデバック

コードが書けたら、それが正しく動作するかテストします。これには、異なるシナリオや入力値でコードを実行し、期待される結果が得られるか確認することが含まれます。また、エラーやバグが見つかった場合は、それらを修正（デバッグ）します。

テストとデバックの具体的な手順は以下の通り

テストケースの作成：まず、コードが期待通りに動作するかを確認するためのテストケースを作成します。これは、各機能やコンポーネントが正しく動作することを確認するための入力値と期待される出力値を定義することを含みます。
テストの実行：次に、作成したテストケースを用いてコードを実行し、その結果を確認します。これは、各テストケースが期待通りの結果を返すかどうかを確認することを含みます。
バグの特定：テスト結果から、コード内に存在する可能性のあるバグを特定します。これは、期待される結果と異なる出力を返すテストケースを特定し、それが発生する原因を探ることを含みます。
バグの修正：特定したバグに対して修正を行います。これは、問題のあるコード部分を修正し、再度テストを行うことでその修正が正しいことを確認することを含みます。
リグレッションテスト：最後に、修正によって新たなバグが発生していないか確認するために、全てのテストケースを再度実行します。これは、修正が他の部分に悪影響を及ぼしていないことを確認するためです。

レビューと改善

最後に、作成したソリューションをレビューし、必要に応じて改善します。これには、コードの効率や可読性の向上、または新たな機能や改善の追加が含まれます。

レビューと改善の具体的な手順は以下の通り

コードレビュー：まず、自分自身や他の人によるコードレビューを行います。これは、コードの可読性、効率性、そして一貫性を確認することを含みます。また、バグやエラーがないか、ベストプラクティスが適用されているかも確認します。
パフォーマンスチェック：次に、コードのパフォーマンスをチェックします。これは、コードが効率的に動作しているか、リソースを適切に使用しているかを確認することを含みます。
リファクタリング：必要に応じて、コードのリファクタリング（改善）を行います。これは、コードの構造を改善したり、冗長な部分を削除したり、可読性を向上させたりすることを含みます。
新たな機能の追加：最後に、新たな機能や改善点があればそれを追加します。これは、ユーザーのフィードバックや新たな要件に基づいて行います。