総当たりとは?初心者でも分かる全探索の基礎と使い方共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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総当たりとは?初心者でも分かる全探索の基礎と使い方共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


総当たりとは?

当たりとは、すべての可能性を順番に試して、正解を見つけ出す方法のことを指します。日常的な発想としてはとても分かりやすく、情報技術の世界では 全探索Brute-force と呼ばれることが多い用語です。

日常のイメージ

友達が隠したお菓子を当てるとき、ヒントを一つずつ試していく感覚が 総当たり の基本です。候補を一つずつ確認していくので、順序さえ守ればいつか必ず正解に辿り着きます。

ITの世界での使い方

コンピュータの世界では、総当たり探索 を使って解を探す場面があります。例えば、データの中から文字列やパターンを見つけ出すとき、候補を全て試してみる方法です。ただし、候補が多いと時間がかかる点には注意が必要です。

長所と短所

長所は、条件が小さい場合や解が必ず一つしかない場合に確実に解を見つけられる点です。短所は、候補数が増えると計算量が急激に増え、現実的には時間が長くなる点です。大規模な問題では 現実的でないことが多い ので、別の方法と組み合わせることが多いです。

具体例

例えば、1〜3の数字を使って2桁の組み合わせを作るパズルを考えます。全ての組み合わせは 9 通りあります(11,12,13,21,22,23,31,32,33)。このような小さな例では全探索がすぐに解に辿り着きます。しかし数字が増えると組み合わせ数は急激に増え、現実的には別の工夫が必要になります。

効率化のコツ

総当たりを使う場面でも、以下の工夫で時間を節約できます。

<th>工夫
効果
探索空間を絞る時間の短縮
候補を半分ずつ分割効率的な絞り込み
枝刈り無駄を減らす
近似解・反復深さ探索大規模問題に対応

まとめ

総当たりは分かりやすく、基礎を学ぶのには最適な考え方です。ただし、大規模な問題では時間がかかることが多く、現場ではヒューリスティックや他のアルゴリズムと組み合わせて使うのが一般的です。


総当たりの関連サジェスト解説

総当り とは
総当り とは、すべての組み合わせや対戦を網羅して行う方式のことです。主に2つの意味で使われます。1つはスポーツやゲームの対戦形式、もう1つは計算や探し方の方法です。スポーツやゲームの総当たり戦では、参加者全員が互いに1回ずつ対戦します。例えば6人のチームがあるとすると、各チームは5試合を戦い、最終的な勝敗や得失点で順位を決めます。公平性が高い反面、試合数が多くなり、日程調整が大変になるのが特徴です。一方、計算やプログラミングの文脈での総当たりは「総当たり法」や「総当たり検索」と呼ばれます。これは、可能性のあるすべての組み合わせを順番に試して、正解を見つける方法です。例えばロックの番号やパスワードの組み合わせをすべて試す、というイメージです。ただしこの方法は候補が多いと時間がかかりすぎるため、現代の技術では工夫が必要です。目的が穏やかに解決できるなら、総当たりは分かりやすく、間違いを避けられる利点があります。中学生にも実感しやすい例を挙げると、友だちとじゃんけん大会の代わりに全員が全員と対戦する「総当たり戦」を想像してください。全員が対戦することで「誰が一番強いのか」がフェアに決まります。一方、部活の代表を決めるトーナメント形式(勝ち抜き戦)では全員が戦うわけではなく、短時間で順位を決められます。総当たりは、規模が小さい場合にはとても有効ですが、大勢になると時間がかかる点に注意が必要です。

総当たりの同意語

完全探索
すべての可能性を漏れなく探索・検証する方法。解の候補を一つも見逃さずに調べるアプローチです。
全探索
対象の候補をすべて順番に探索する方法。途中で打ち切らず、全体を確認します。
網羅的探索
対象を網羅的に調べる方法で、抜け漏れをなくして全体をカバーする探索手法です。
全件探索
データや候補のすべてを順に探索・検証するやり方。データ量が比較的小さい場面で使われます。
網羅検索
網羅的に検索して、すべての候補を洗い出す方法。抜けを作らないことを重視します。
総当たり法
すべての候補を順番に試して解を見つける方法。特に計算やパズルの解法で使われます。
総当たり戦
対戦形式のひとつ。全プレイヤーが一度ずつ対戦するround-robinの意味合いで使われます。
ラウンドロビン方式
英語由来の表現で、総当たり戦と同義。全対戦を均等に行います。
全候補検証
すべての候補を検証して正解を探す方法。漏れなく検証する点が特徴です。
パターン検証
可能なすべてのパターンを検証して解を確定させる方法。
全組み合わせ検証
候補のすべての組み合わせを検証する方法。組み合わせ爆発を避ける工夫が必要な場面も。
全件列挙
データの全件を列挙して調べる手法。網羅的に情報を取り出す際に用いられます。

総当たりの対義語・反対語

一発勝負
1回の対戦や検証で勝敗・結論を決める方式。総当たりが全対戦を行うのに対し、一発勝負はその場で結果を出す点が対極です。
ノックアウト形式
敗者が脱落していくトーナメント形式。全員が全対戦をする総当たりとは異なり、勝ち残った者だけが次のラウンドへ進みます。
トーナメント戦(ノックアウト形式)
勝ち残り戦で進行し、途中で敗者が脱落していく形式。全対戦を並行して行う総当たりとは、試合数や期間の短縮につながる点が特徴です。
辞書攻撃
総当たり攻撃の対比として使われることがある、あらかじめ用意した候補を順番に試す攻撃手法。網羅的に試す総当たりと性質が異なります。
抜き打ちテスト
予告なく実施される検査・試験。網羅性を意識した総当たりとは異なり、突発性や現場の実務感を重視することが多いです。
代表ケース検証
全件検証ではなく、代表的なケースだけを選んで検証する方法。規模や時間を抑えつつ、実務上の妥当性を確かめるのに用いられます。

総当たりの共起語

総当たり戦
全てのチームや候補が互いに1回ずつ対戦・検討する大会・競技の形式。公平性が高く結果を比較しやすいが、日程や対戦数が増える点がデメリットとなる。
総当たり法
解を得るために全ての可能性を順番に試すアルゴリズムの考え方。最も素朴で実装が簡単だが、計算量が膨大になりやすい。
完全探索
問題の解を見つけるため、状態空間の全てを探索する方法。組み合わせ問題などで用いられる。
全探索
全ての候補を網羅して解を探す探索手法。完全探索と同義で使われることが多い。
暴力解法
単純に全ケースを試す解法の総称。実装は容易だが効率が悪い場合が多い。
総当たり攻撃
セキュリティ分野で、パスワードや鍵候補を全組み合わせで試す攻撃。防御には遅延・アカウントロック・多要素認証などが有効。
全候補を試す
解を得るために、候補となる全てを順番に検証すること。
組み合わせを試す
候補間の全ての組み合わせを検証すること。組合せ問題でよく使われる表現。
総当たり表
総当たり戦の対戦スケジュールを表形式に示したもの。試合日程や組み合わせを一覧化する。
対戦表
大会や試合の対戦カードを一覧化した表。総当たり戦では特に重要な資料となる。
対戦形式
競技やイベントの進行方法の総称。その中に総当たり(全対戦)形式が含まれることがある。
リーグ戦
複数のチームが総当たり形式で戦う大会。全チームが互いに対戦することが多く、公平性が高いが日程調整が難しいこともある。

総当たりの関連用語

総当たり
すべての可能性を順番に試して、解を探す探索手法の総称。候補を一つずつ検証していく方法です。
全探索
総当たりと同義で、候補をすべて列挙して調べる探索手法。欠点は計算量が爆発的に増える点です。
ルートフォース攻撃
パスワードや暗号鍵を総当たりで破ろうとする不正アクセスの試み。試行回数が増えると成功確率が上がります。
辞書攻撃
辞書に載っている語句を組み合わせて試す攻撃。人気のパスワードを狙う点で効率が良い場合があります。
レインボーテーブル
事前計算したハッシュ値の表を使い、ハッシュから元の値を逆算する攻撃手法。ソルトで防ぐのが一般的です。
グリッドサーチ
機械学習のハイパーパラメータを全ての組み合わせで試す、総当たり的な探索手法です。
バックトラッキング
木構造を探索する際、候補を深掘りしていく途中で矛盾を検出したらその枝を退く手法。総当たりを効率化します。
枝刈り
探索木の不可能な枝や矛盾を早期に削除して、探索量を減らす技術です。
深さ優先探索
深さを優先して木やグラフを探索する基本アルゴリズムの一つ。総当たり探索の一形態として使われます。
幅優先探索
階層を広く同時に探索するアルゴリズム。全体の構造を早く把握するのに適しています。
総当たりテスト
ソフトウェアの全入力組み合わせを順番に試して挙動を確認するテスト手法です。
計算量(指数時間)
総当たりは入力サイズが増えると計算量が指数的に増えることが多く、実用上の制約を受けます。
完全探索
候補を完全に探索する意味で、総当たりと同義または近い表現です。
アカウントロックアウト
連続して誤入力が続くと一定時間アカウントをロックして、不正な総当たりを抑止します。
遅延(レート制限)
試行間に待機時間を挟んだり、一定時間あたりの試行回数を制限して brute-force を防ぐ対策です。
CAPTCHA
人間と自動ツールを見分ける仕組み。総当たり攻撃の自動化を抑止します。
ソルト
パスワードをハッシュ化する際に付加するランダムなデータ。レインボーテーブル対策の基本要素です。
ハッシュ
データを一定長の値に変換する演算。辞書攻撃や総当たり攻撃の防御にも関わります。
ソルト付きハッシュ
ソルトとハッシュを組み合わせ、同じパスワードでも異なるハッシュ値を生成する方式。セキュリティを強化します。
多要素認証(MFA)
パスワード以外の要素(スマホのワンタイムパスワード等)で認証する仕組み。総当たり攻撃の影響を大幅に減らします。

総当たりのおすすめ参考サイト


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