1. 알고리즘이란? 효율적인 문제 해결의 핵심 🚀

컴퓨터 과학과 수학을 공부하다 보면 "알고리즘"이라는 단어를 자주 접하게 된다.
하지만 알고리즘이란 정확히 무엇일까?

이번 글에서는 알고리즘의 개념과 역할, 그리고 문제 해결에서 왜 중요한지에 대해 알아보자.
알고리즘을 이해하면 컴퓨팅 사고(Computational Thinking)의 핵심을 파악하고, 효율적인 해결책을 설계하는 능력을 기를 수 있다.

---

📌 알고리즘이란?

알고리즘이란 특정 문제를 해결하거나, 주어진 작업을 수행하는 일련의 단계적인 절차를 의미한다.
쉽게 말해, 문제를 푸는 공식 또는 절차의 청사진이라고 볼 수 있다.

✔ 컴퓨터 프로그래밍에서는 코드로 구현되어 실행되지만,
✔ 일상생활에서도 요리 레시피, 출근 루트, 쇼핑 리스트 정리 등 다양한 형태로 존재한다.

예를 들어, "컵라면 끓이기"도 하나의 알고리즘이다.

1. 물을 끓인다
2. 면과 스프를 넣는다
3. 3분 후에 불을 끄고 먹는다

이처럼 알고리즘은 명확한 단계(step)를 통해 문제를 해결하는 것이 핵심이다.

---

📌 알고리즘의 필수 조건

모든 알고리즘은 몇 가지 필수적인 특성을 갖고 있어야 한다.

✅ 1. 명확한 입력(Input)과 출력(Output)

• 알고리즘은 명확한 입력값을 받아 정확한 결과(출력)를 반환해야 한다.
• 예를 들어, 두 숫자를 더하는 알고리즘이라면
  → 입력: 5, 3 → 출력: 8

✅ 2. 모호함이 없는 명확한 지침

• 알고리즘의 각 단계는 명확하고, 모호하지 않아야 한다.
• “적당히 섞는다” 같은 애매한 표현이 아닌, **"3초 동안 빠르게 섞는다"**처럼 구체적이어야 한다.

✅ 3. 유한성(Finiteness) - 반드시 끝이 있어야 함

• 알고리즘은 무한히 실행되지 않고, 유한한 단계 내에서 종료해야 한다.
• 무한 루프에 빠지는 프로그램은 제대로 된 알고리즘이 아니다.

✅ 4. 결정론적(Deterministic) - 같은 입력 → 같은 출력

• 같은 입력이 주어졌을 때, 항상 같은 결과를 반환해야 한다.
• 예를 들어, “5 + 3”을 계산하는 알고리즘은 언제나 8을 반환해야 한다.
• 랜덤 요소가 포함된 프로그램(예: AI 추천 시스템)은 결정론적이지 않다.

---

📌 알고리즘이 중요한 이유

알고리즘은 컴퓨터 과학에서 가장 중요한 개념 중 하나다.
✔ 문제 해결 능력 → 복잡한 문제를 구조적으로 해결할 수 있도록 도움
✔ 효율적인 프로그램 작성 → 같은 기능이라도 더 빠르고 최적화된 코드 구현 가능
✔ 컴퓨터 성능 최적화 → 알고리즘 개선을 통해 실행 속도 및 자원 사용량 감소

---

📌 알고리즘이 실제로 사용되는 예시

💡 1️⃣ 검색 알고리즘 (Search Algorithms)

• 구글에서 원하는 정보를 찾을 때 → 이진 탐색(Binary Search)
• 데이터베이스에서 특정 값을 찾을 때 → 해시 탐색(Hashing)

💡 2️⃣ 정렬 알고리즘 (Sorting Algorithms)

• 엑셀에서 데이터를 정렬할 때 → 퀵 정렬(Quick Sort), 합병 정렬(Merge Sort)
• 온라인 쇼핑몰에서 상품을 가격순으로 정렬할 때

💡 3️⃣ 경로 탐색 알고리즘 (Pathfinding Algorithms)

• 네비게이션이 최단 경로를 찾을 때 → 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘
• 게임에서 NPC가 최적의 길을 찾을 때 → A (A-star) 알고리즘*

이처럼 알고리즘은 우리 주변의 모든 기술에 활용되고 있다.

---

📌 알고리즘이 효율적이어야 하는 이유

모든 알고리즘이 같아 보일 수 있지만,
같은 문제를 해결하더라도 "더 빠르고 효율적인 알고리즘"이 존재한다.

예를 들어,
✔ 버블 정렬(Bubble Sort) → O(n²) (느림)
✔ 퀵 정렬(Quick Sort) → O(n log n) (빠름)

즉, 같은 작업을 하더라도 더 효율적인 알고리즘을 선택하면 속도가 크게 개선될 수 있다.
이런 점 때문에 알고리즘을 분석하고 최적화하는 과정이 중요하다.

---

🔚 결론: 알고리즘을 이해하는 것이 중요한 이유

📌 오늘 배운 핵심 요약
✔ 알고리즘은 문제를 해결하는 절차이며, 컴퓨터 프로그램의 핵심 요소
✔ 모든 알고리즘은 명확한 입력과 출력, 유한성, 결정론적 성질을 가져야 한다
✔ 효율적인 알고리즘을 선택하면 프로그램 속도와 성능이 크게 향상됨

"좋은 알고리즘을 설계할 줄 아는 능력" = "좋은 개발자가 되는 핵심 역량" 🚀🔥
이제 알고리즘의 개념을 이해했다면, 다음에는 **알고리즘의 성능(Big O 표기법)**을 분석하는 방법을 알아보자!

---

💡 다음 단계?
이제 실제 코딩 문제를 풀면서 알고리즘을 직접 적용해보자!
🔗 [정렬 알고리즘 비교], [검색 알고리즘 성능 테스트] 등으로 실력을 쌓아보는 것도 추천! 🚀