[컴퓨터과학] 알고리즘의 구조 : 순차, 반복, 선택

★이 글은 《처음 떠나는 컴퓨터과학 산책》을 발췌하여 작성되었습니다.

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알고리즘의 구조 : 순차, 반복, 선택

 

알고리즘은 일이 수행되는 절차라고 할 수 있습니다. 간단한 알고리즘은 단순하게 일의 처리 순서를 나열하면 되지만, 복잡한 알고리즘은 하나의 절차로 완성되지 않습니다. 따라서 알고리즘을 분해해서 덩어리로 나누면 좀 더 쉽게 이해하고 수행할 수 있습니다. 이렇게 덩어리로 나눈 부분도 순서에 따라 실행해야 하므로 제어(control)하는 것이 필요합니다.

 

일반적으로 알고리즘은 다음과 같은 3가지 흐름 제어(flow control)를 가지고 있습니다.

 

순차 | 반복 | 선택

 

 

● 첫 번째, 시작부터 차례대로 진행되어 끝까지 명령이 실행되는 구조입니다. 이런 제어구조를 ‘순차’ 구조라고 합니다.

 

● 두 번째, 명령어가 진행되다가 어느 시점에서 반복하는 부분이 포함된 구조입니다. 이런 제어구조를 ‘반복’ 구조라고 합니다.

 

● 세 번째, 조건에 따라 실행 흐름이 달라지는 구조입니다. 이런 구조를 ‘선택’ 구조라고 합니다.

 

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이렇게 알고리즘의 기본 구조를 이해하고 다양한 알고리즘을 만들어 봅시다. 먼저 간단한 로봇 청소기의 작동 흐름을 알고리즘으로 만들어 봅시다.

 

로봇 청소기가 청소하는 알고리즘의 세 가지 구조를 순서도로 표현해 보면 다음과 같은 알고리즘 작성이 가능합니다.

 

 

 

이렇게 알고리즘의 구조를 이해하고 주변에서 발생하는 일을 알고리즘으로 표현하는 습관을 가지게 되면 컴퓨팅 사고력을 발전시킬 수 있을 겁니다. 그럼 일상생활의 일이나 문제를 알고리즘으로 나타내는 사례를 생각해 볼까요?

 

예를 들어 덧셈 프로그램을 만든다고 생각해 봅시다.

 

 

이렇게 덧셈 알고리즘을 컴퓨터 명령어로 작성해 놓으면, 어떤 수든지 두 개의 숫자를 입력하면 자동으로 두 숫자의 합을 알려주는 프로그램을 만들 수 있습니다. 컴퓨터는 주어진 명령을 자동으로 수행할 수 있으므로, 알고리즘을 만들고 컴퓨터가 이해하는 명령어로 만들면 자동화가 됩니다. 따라서 컴퓨터가 이해할 수 있을 정도의 알고리즘을 만드는 것이 중요합니다.

 

컴퓨터가 정확히 이해할 수 있는 알고리즘을 만들려면 다음과 같은 조건을 고려하는 것이 좋습니다.

 

| 알고리즘을 만들 때 고려할 조건

 

 

여러분이 사용하는 ‘스크래치’나 ‘엔트리’, ‘파이썬’, ‘C’, ‘JAVA’와 같은 프로그래밍 언어는 컴퓨터에 정확하게 명령을 내릴 수 있도록 만들어진 언어입니다.

 

앞으로 알고리즘을 생각할 때는 컴퓨터에 어떻게 명령하면 자동화할 수 있을까를 생각하는 단계까지 고려해 봅시다. 이렇게 알고리즘을 컴퓨터 명령어로 바꾸는 과정을 ‘프로그래밍(programming)’이라고 하고, 프로그래밍하는 사람을 ‘프로그래머(programmer)’라고 합니다. 프로그램은 명령어들의 집합이므로, 컴퓨터가 이해하고 수행이 가능한 형태가 됩니다.

 

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《컴퓨터과학 산책》과 함께 알고리즘에 대해 공부해요 : )

[1] 넷플릭스!! 알고리즘이 당신에게 이것을 추천합니다

[2] 알고리즘의 표현 방법

[3] 알고리즘의 구조