자료 구조와 알고리즘
자료구조
| 일상 생활에서의 예 | 자료구조 |
|---|---|
| 매표소의 줄 | 큐 |
| 계획 리스트 | 리스트 |
| 책을 쌓아두는 것 | 스택 |
| 영어사전 | 탐색구조 |
| 웹사이트 탐색, 지도 | 그래프 |
| 조직도 | 트리 |
위처럼 자료(data)를 담는 구조
접근 및 수정을 가능하게 하는 자료의 조직, 관리, 저장
대량의 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 데이터의 구조
코드 상에서 효율적으로 데이터를 처리하기 위해 데이터 특성에 따라 체계적으로 데이터를 구조화해야 한다
알고리즘
- 어떤 문제를 해결하기 위한 방법의 절차
- 컴퓨터 과학, 수학 등의 분야에서 어떤 문제를 풀어내기 위해
정해진 일련의 절차나 방법을 공식화한 형태로 표현한 것
기본형
순차 구조
- 처음부터 순서대로 처리
- 원하는 처리를 차례대로 작성
- 학교에 간다
- 수업을 듣는다
- 집으로 돌아온다
선택 구조
- 조건식으로 판단하여 실행할 처리를 전환
- 예상하지 못한 상황을 가정하여 이를 회피할 수 있도록 함
- 선택 구조에 있어서 조건 판단을 실행하는 식을 '조건식'이라 함
- 마트에 간다
- 라면이 있는가?
- 있다, 라면을 산다
- 없다, 우동을 산다
- 집으로 돌아온다
반복 구조
조건을 만족하는 동안 같은 처리를 반복
- 학교에 간다
- 수업을 듣는다
- 다음 수업을 확인한다
- 있다, 2번으로 돌아간다
- 없다, 4번으로 넘어간다
- 집으로 돌아온다
기술 방법
순서도
순서도에서 사용하는 주요 도형
프로그래밍 언어
- C
- C++
- Java
- PHP
- Java Script
- Python
의사 코드(pseudo code)
- 학교에 간다
- 수업을 듣는다
- 집으로 돌아온다
- 마트에 간다
- 라면이 있는가?
있다, 라면을 산다
없다, 우동을 산다- 집으로 돌아온다
자료구조와 알고리즘에 대한 이해
- 배워야할 기술을 난이도별로 배우는 것이 아닌 중요한 것 위주로 학습
- 필요한 기술이 있다면 기본적인 부분은 최대한 설명
- 프로그래밍 문법에 대해서는 개인적으로 학습을 해야 함
- 스스로 이해해보려고 노력
- 검색과 다양한 자료를 통해 동일한 기수릉ㄹ 설명하는 여러 정보들 확인
자료구조
- 데이터를 어떠한 형태로 저장하고 관리할 것인지에 대한 방법
- 어떻게 효율적으로 자료를 저장할 것인가에 대한 고민
종류
- 배열
- 스택
- 큐
- 링크드 리스트
- 힙
- 해쉬 테이블
알고리즘
- 저장된 데이터를 찾거나 변형 및 수정할 때 필요한 방법
- 문제를 해결하기 위한 절차에 대한 고민
종류
- 정렬
- 탐색
- 동적
- 그래프
- 탐욕
- 분할정복
- 백트래킹
자료구조와 알고리즘이 중요한 이유
- 어떤 자료구조와 알고리즘을 사용하느냐에 따라 성능은 많은 차이를 보일 수 있음
- 좋은 프로그래밍을 만들기 위해
- 프로그램의 좋고 나쁨을 판단하기 위해
- 프로그래밍을 할 수 있는 능력을 향상시키기 위해
프로그램
정의
프로그램 : 컴퓨터에서 실행될 때 특정 작업을 수행하는 일련의 명령어들의 집합
프로그램 작성에서의 알고리즘
- 프로그램 설계하기
- 프로그래밍
- 프로그래밍 디버깅
- 프로그램 문서 작성
알고리즘의 성능 분석
처리 시간 측정
- 2개의 알고리즘의 실제 처리 시간을 측정함
- 실제 구현을 하여 테스트를 함
- 동일한 하드웨어 사용
알고리즘의 복잡도 분석
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직접 구현하지 않고서도 처리 시간을 분석할 수 있음
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알고리즘이 수행하는 연산의 횟수를 측정하여 비교함
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연산의 횟수는 n의 함수
- 시간복잡도 분석 : 처리 시간 분석
- 공간 복잡도 분석 : 처리 시 필요로 하는 메모리 공간 분석
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시간 복잡도는 알고리즘에서 연산들이 몇 번 수행되는지 숫자로 표시
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알고리즘이 수행하는 연산의 개수를 계산하여 두 개의 알고리즘을 비교
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연산의 수행 횟수는 입력의 개수 n에 대한 함수 T(n)으로 표기