안녕하세요!
소프트웨어 개발자로서 알아야 할 5개의 대표적인 알고리즘 문제와 그 해결 방법에 대해서 자세히 설명합니다.
이진 검색:이진 검색은 정렬된 배열에서 특정 값을 찾아 알고리즘입니다.
많은 검색 문제에 사용되고 대량의 데이터를 빠르게 검색할 필요가 있을 때 효율적으로 사용할 수 있습니다.
알고리즘의 핵심은, 배열을 2가지 방법으로 나누어 검색 범위를 줄이는 것입니다.
중간값이 목적의 값과 일치하지 않으면 배열을 2로 나누어 검색 범위를 줄이는 프로세스를 반복합니다.
2. 퀵 정렬:퀵 정렬은 가장 널리 사용되는 정렬 알고리즘의1개입니다.
이 알고리즘은 분할 정복 방법을 사용하고 배열을 빨리 정렬하는 데 효과적입니다.
우선 배열에서 피벗을 선택하고 피벗을 기준으로 작은 값은 왼쪽에 큰 값은 오른쪽에 배치합니다.
다음에 왼쪽과 오른쪽에 각각 퀵 정렬을 사용하고 정렬 과정을 재귀적으로 반복합니다.
이렇게 해서 분할 배열을 재귀적으로 나열하며 전체 배열을 정렬할 수 있습니다.
3. 동적 프로그래밍:동적 프로그래밍은 큰 문제를 작은 서브 문제로 나누어 해결하는 알고리즘 설계 방법입니다.
작은 하위 문제의 해답을 단계적으로 요구하며 최종적으로 전체 문제의 해답을 도출합니다.
이 알고리즘은 최적의 하부 구조와 겹쳐서브 문제가 있는 문제에 적용되며 작은 문제를 반복 해결하고 최적의 솔루션을 찾아냅니다.
예를 들어, 피보나치 수열과 배낭 문제 등의 문제에는 동적 프로그래밍을 사용할 수 있습니다.
4. 깊이 우선 검색(DFS, Depth-First Search):깊이 우선 탐색은 현재 정상 방문하지 않은 인접 정점을 1개씩 방문한 후, 그래프를 탐색하는 알고리즘입니다.
이 알고리즘은 스택데이터 구조를 통해서 구현됩니다.
깊이 우선 탐색 그래프의 모든 정점을 탐색할 필요가 있을 때 사용되면서 글로벌 탐색이 필요한 문제나 미로 탐색과 같은 문제에 유용하게 사용할 수 있습니다.
5. 최단 경로 알고리즘:최단 경로 알고리즘은 시작 정점에서 목표 꼭짓점까지의 최단 경로를 찾는 알고리즘으로, 가장 유명한 최단 경로 알고리즘은 딕스 트라(Dijkstra)알고리즘과 벨망·포드(Bellman-Ford)알고리즘입니다.
딕스 트라 알고리즘은 시작 정점에서 최단 거리를 경신하고 그래프 전체를 탐색하는 알고리즘에서 그라프 전체에서 최단 경로를 찾아 알고리즘입니다.
벨망 포드 알고리즘은, 마이너스의 중첩된 외곽 선을 처리하는 유일한 알고리즘이며, 초기 정점에서 목표 꼭짓점까지의 최단 경로를 찾는데 사용됩니다.
6. 욕심 알고리즘:욕심 알고리즘은 최선의 솔루션을 찾으려고 가능한 한 최선의 선택을 반복 알고리즘입니다.
이 알고리즘은 각 선택에 대해서 최선의 선택을 하는데 이 선택이 세계적으로 최적인 솔루션을 보증하지는 않습니다.
그러나 많은 문제가 조지아 디 알고리즘은 최적의 솔루션에 가까운 값을 제공하고 자주 효율적입니다.
대표적인 예로 동전 교환의 문제가 꼽힙니다.
이 알고리즘은 최소한의 동전에서 거스름 돈을 주는 방법을 찾기 위해서 사용할 수 있습니다.
7. 넓이 우선 검색(BFS, Breadth-First Search):넓이 우선 탐색은 현재의 정점에서 인접하는 모든 정점을 방문한 뒤 해당 정점의 인접 정점을 방문하는 방식에서 열리는 그래프 탐색 알고리즘입니다.
이 알고리즘은 큐 데이터 구조를 사용하여 구성된 그래프에서 임의의 패스를 검색하기 위해서 사용됩니다.
통상, 최단 경로 및 미로 탐색 문제에 사용됩니다.
8. 퇴각 검색:퇴각 검색은 답을 찾다가 해를 찾지 못한 때에 이듬해를 찾으려고 돌아가알고리즘입니다.
이 알고리즘은 가능한 한 모든 상태의 일부를 검색합니다만, 검색 시간을 단축하기 위해서 도중에 불필요한 상태를 잘라낼 수 있습니다.
스도쿠와 N-퀸즈 문제가 대표적인 예로, 가능한 모든 상태의 수를 거꾸로 추적하고 솔루션을 찾는 방법입니다.
9. 프로이드-워 샬(플로이드-워 샬)알고리즘:프로이트-워 샬 알고리즘은 그래프상의 모든 정점 페어 간 최단 경로를 찾아 동적 프로그래밍 기반 알고리즘입니다.
이 알고리즘은 가중치가 부의 외곽 선에서도 사용할 수 있으며 3회 반복으로써 모든 정점 페어 간 최단 경로를 찾아낼 수 있습니다.
이 알고리즘은 네트워크 최적화 문제와 도시 간의 최단 경로 문제에 사용됩니다.
10. 선형 검색(선형 검색):선형 검색은, 순서 또는 리스트에서 목적의 값을 찾는데 사용되는 가장 간단한 검색 알고리즘입니다.
순차적으로 글로벌 검색을 하고 목적의 값을 찾을 때까지 검색합니다.
다만 이 알고리즘은 검색 범위가 클 경우 효율적이지 않을 경우가 있습니다.
그러므로, 분류되지 않은 배열로 목적의 값을 찾거나 배열 크기가 작은 경우나 검색 범위가 제한되어 있는 경우는 선형 검색을 사용합니다.
상기의 10종류의 알고리즘 문제는 소프트웨어 개발자에게 중요하고 코딩 면접 및 알고리즘 경진 대회에서 자주 출제되는 문제입니다.
이들 알고리즘 문제의 상세한 설명과 해결 방법을 제공하는 것은 각종 개발자에 크게 도움이 될 것입니다.
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