[ CS50 ] 알고리즘

알고리즘

컴퓨팅은 입력을 받아 그 입력을 처리한 후 출력하는 과정입니다. 알고리즘은 입력에서 받은 자료를 출력형태로 만드는 처리 과정을 뜻합니다. 즉, 알고리즘이란 입력값을 출력값의 형태로 바꾸기 위해 어떤 명령들이 수행되어야 하는지에 대한 규칙들의 순서적 나열입니다. 이러한 일련의 순서적 규칙들의 나열 방법에 따라 알고리즘의 종류가 달라집니다. 같은 출력값이라도 알고리즘적 순서 나열에 따라 출력값에 도달하는 시간은 서로 다를 수 있습니다.

 

정확한 알고리즘 (정확성)

알고리즘은 입력을 출력으로 바꾸기 위해 컴퓨터가 따르는 일련의 절차입니다. 알고리즘은 우리의 일상생활 언어로도 표현할 수 있습니다. 절차를 순서대로나열한 목록처럼 말입니다.

예를 들어, 전화번호부에서 Mike Smith를 찾는 일을 한다고 합시다. 왼쪽 <코드1>의 알고리즘을 살펴보면, 전화번호부를 집어 들고 첫 페이지를 펼친 후 Mike Smith가 그 페이지에 있는지 찾습니다. 없으면 그 다음 페이지에서 찾습니다. Mike Smith 를 찾을 때까지 혹은 전화번호부가 끝날 때까지 이것을 반복합니다. 이 알고리즘은 정확합니다. 만약 Mike Smith 가전화번호부에 있다면 이 알고리즘을 사용한 사람은 Mike Smith 를 찾아내는 데 성공할 것입니다.  

코드 1

알고리즘의 평가할 때는 정확성도 중요하지만, 효율성도 중요합니다. 효율성은 작업을 완료하기까지 얼마나 시간과 노력을 덜 들일 수 있는지에 대한 척도입니다. 한 번에 한 페이지씩 보는 알고리즘은 정확하지만, 효율적이지는 않습니다. 한 번에 두 페이지를 넘기게끔 하여 알고리즘을 개선할 수 있습니다. 하지만 이 알고리즘을 그대로 사용한다면 Mike Smith가 있는 페이지가 그냥 넘어갈 수도 있으니 주의해야 할 것입니다. 이럴 때는 이전 페이지를 확인해야 합니다. 하지만 이 알고리즘마저도 이 문제를 해결하기에 가장 효율적이지는 않습니다.

 

효율적인 알고리즘 (효율성)

더 직관적이고 효율적인 알고리즘이 뭐가 있을지 생각해봅니다.  이번에는 다른 알고리즘 <코드2>를 적용하여 Mike Smith를 찾아봅시다. 먼저, 전화번호부 가운데를 폅니다. 만약 Mike Smith가 그 페이지에 있다면 우리 알고리즘은 끝납니다. 없다면, 전화번호부가 이름순으로 정렬되어 있으므로 우리는 Mike Smith가 지금 페이지보다 앞부분에 있는지 뒷부분에 있는지 알고 있습니다. 그러므로 책의 절반을 버릴 수 있게 되고 나머지 절반에 대해 똑같은 알고리즘을 수행합니다. 한 페이지가 남을 때까지 계속 수행합니다. 마지막에 남은 한 페이지에는 Mike Smith의 이름이 있거나 없거나 둘 중 하나일 겁니다.

코드 2

 

이 알고리즘은 기존 알고리즘보다 더 효율적입니다. 만약 500페이지가 추가되었다고 가정해 봅시다. 첫 번째 알고리즘을 사용한다면, 추가된 500페이지에 대해 절차가 500번 더 수행될 것입니다. 하지만 두 번째 알고리즘을 사용한다면, 단 1번만 추가로 수행하면 됩니다.

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출처

https://www.youtube.com/@cs50

https://www.edwith.org/cs50