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、Objective-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。「Objective-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、NSMutableDictionaryをキャッシュとして使い、slowSquare()関数が呼ばれるたびにcache[key]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ます。

初心者がよくつまずくのが、辞書のキーとして数値を使う際、NSNumberへの変換が必要な点です。プリミティブな整数をそのままキーにはできず、@(n)という記法でオブジェクトに変換する必要があります。

実際の開発現場では、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ます。

📖 お手本コード

NSMutableDictionary *cache = [NSMutableDictionary dictionary];

NSInteger slowSquare(NSInteger n, NSMutableDictionary *cache) {
    NSNumber *key = @(n);
    if (cache[key]) {
        NSLog(@"キャッシュから取得: %ld", (long)n);
        return [cache[key] integerValue];
    }
    NSLog(@"計算実行: %ld", (long)n);
    NSInteger result = n * n;
    cache[key] = @(result);
    return result;
}

NSLog(@"%ld", (long)slowSquare(5, cache));
NSLog(@"%ld", (long)slowSquare(5, cache));

✍️ あなたのコード

コードを書いたら「実行する」を押してください

🧪 このサイトではObjective-Cを直接コンパイル・実行できないため、お手本コードと同じ内容を入力できたかをその場で判定します(採点はブラウザ内だけで行われ、どこにも送信されません)。

🎯

ここまでできればゴール達成!
同じ計算を繰り返さない、高速な処理が作れるようになります。