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、Swift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。「Swift 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という辞書に計算済みの結果を保存し、slowSquare()関数が呼ばれるたびにif let cached = cache[n]という書き方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。計算量の多い処理ほど効果が大きく、軽い処理にまで導入すると逆にキャッシュの管理コストの方が高くつくこともあります。

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、体感できる速度改善が得られる、実務のパフォーマンス改善でもよく使われる考え方です。