メモ化(キャッシュ)で計算を高速化する

このレッスンでは、C#でメモ化(キャッシュ)を使って計算を高速化する方法を学び、同じ計算を繰り返さない工夫を理解することを目標にします。「C# メモ化 使い方」で調べている方向けです。

メモ化は、一度計算した結果を「保管箱」に保存しておき、同じ入力が来たら計算し直さずに保管箱から取り出すテクニックです。「毎回同じ質問をされたら、覚えておいた答えをそのまま返す」ようなイメージです。

サンプルコードでは、cacheというDictionaryに計算済みの結果を保存し、SlowSquare()関数が呼ばれるたびにcache.ContainsKey(n)で既に計算済みかを確認しています。2回目以降の同じ入力では「キャッシュから取得」というメッセージが表示され、実際の計算をスキップしている様子が分かります。

初心者がよくつまずくのが、キャッシュを使うべきかどうかの判断です。特に再帰的な計算やAPIの呼び出し結果をキャッシュする場面で、体感できるほどの速度改善が得られる一方、軽い処理には不要な場合もあります。

メモリを多く使う代わりに計算時間を節約する、という典型的な「時間とメモリのトレードオフ」の例として、実務でも役立つパフォーマンス最適化の考え方です。