[알고리즘이란 무엇인가?] 프로그래밍의 기본, 알고리즘 이해하기

머리로는 누구보다 효율적인 길을 계산하고 시간계산을 하는 반면, 프로그래밍으로 알고리즘 계산을 하라고하면 손도 못대는 경우가 많아 답답할 때가 많아서 알고리즘이란게 도대체 무엇인지 개념부터 잡아가야겠다는 생각을 하게되었습니다.

결론은, 머리로 생각하는 효율적인 길찾기를 프로그래밍 언어로 표현하는 것

하지만 그래도 어려워서 본거 또보고 하는 중입니다

 

1. 알고리즘이란?

 

1) 정의

 

알고리즘은 특정 문제를 해결하거나 작업을 수행하기 위한 단계적 절차를 의미합니다.

쉽게 말해, 문제를 해결하기 위해 필요한 지침서나 레시피와 같습니다.

 

2) 특징

• 유한성: 알고리즘은 반드시 끝이 나야 합니다.

• 명확성: 각 단계가 명확해야 하며 이해할 수 있어야 합니다.

• 입력과 출력: 최소 하나 이상의 입력을 받고, 적어도 하나의 출력이 있어야 합니다.

• 효율성: 자원을 최소화하면서 문제를 해결해야 합니다.

2. 알고리즘의 중요성

1. 문제 해결의 기반

알고리즘은 복잡한 문제를 단계적으로 해결할 수 있도록 돕습니다.

2. 효율성 향상

더 나은 알고리즘은 프로그램을 빠르고 효율적으로 만듭니다.

3. 프로그래밍의 핵심

프로그래밍 언어와 관계없이, 알고리즘은 문제를 해결하는 기본 도구입니다.

4. 현실 문제 해결

알고리즘은 네트워크, 데이터 분석, 머신러닝, 게임 개발 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

3. 알고리즘의 실생활 예시

 

1) 요리 레시피

• 요리 레시피는 알고리즘의 좋은 예입니다.

• 예: “물을 끓이고, 면을 넣고, 5분 동안 끓인 후 소스를 추가한다.”

• 단계적이고 명확한 절차를 따르기 때문에 결과를 얻을 수 있습니다.

 

2) 길 찾기

• 지도 앱에서 최단 경로를 찾는 과정은 알고리즘에 기반합니다.

• 알고리즘 예: 다익스트라 알고리즘(Dijkstra Algorithm)을 활용하여 최단 거리를 계산.

 

3) 정렬

• 우리가 전화번호부에서 이름을 찾거나, 파일을 정렬할 때도 알고리즘이 사용됩니다.

• 예: 버블 정렬, 퀵 정렬 등.

 

4) 검색

• 인터넷 검색 엔진은 알고리즘을 사용하여 가장 적합한 검색 결과를 제공합니다.

• 예: 구글의 PageRank 알고리즘.

4. 알고리즘의 표현 방식

 

알고리즘은 다양한 방식으로 표현할 수 있습니다.

 

1) 자연어

• 일상적인 언어로 단계를 설명.

• 예: “1. 물을 끓인다. 2. 면을 넣는다. 3. 소스를 추가한다.”

 

2) 의사코드(Pseudocode)

• 프로그래밍 언어와 비슷한 형태로 표현.

• 예:

START
Input: a, b
Output: sum
sum = a + b
END

3) 흐름도(Flowchart)

• 알고리즘을 시각적으로 표현.

• 예: 작업 단계를 도형으로 나타냄.

5. 알고리즘의 평가 기준

 

1) 시간 복잡도

• 알고리즘이 실행되는 데 걸리는 시간.

• 예: 입력 데이터가 많아질수록 시간이 얼마나 증가하는지 분석.

 

2) 공간 복잡도

• 알고리즘이 사용하는 메모리 공간.

• 예: 알고리즘이 실행 중 추가로 사용하는 메모리 크기.

 

3) 효율성

• 동일한 문제를 해결할 수 있는 알고리즘 중, 자원을 적게 사용하는 알고리즘이 더 좋습니다.