실습 보고서 작성 요령
문제분석
- 결과 화면을 캡쳐 하여 첨부, 해당 결과가 도출된 이유와 타당성 분석
프로그램 설계 및 알고리즘
- 해결 방법에 따라 프로그램 설계 및 알고리즘 등 기술
- e.g.) 문제 해결 과정 및 핵심 알고리즘 기술
소스코드 및 주석
- 소스코드와 그에 해당하는 주석 첨부
- 각각의 함수가 수행하는 작업, 매개변수, 반환 값 등을 명시
- 소스코드 전체 첨부(소스코드 화면 캡처X, 소스코드는 복사/붙여넣기로 첨부)
결과 및 결과 분석
- 결과 화면을 캡쳐 하여 첨부, 해당 결과가 도출된 이유와 타당성 분석
소감
- 실습 문제를 통해 습득할 수 있었던 지식, 느낀 점 등을 기술
Prob 1
문제분석
유클리드 호제법은 두 개의 자연수를 받아 최대공약수를 구하는 알고리즘 중에 하나이다. 유클리드 호제법을 이용해 최대공약수를 구하는 방법은 2개의 자연수 a, b에 대해서 a를 b로 나눈 나머지를 r이라 하면(단, a>b), a와 b의 최대공약수는 b와 r의 최대공약수와 같음을 이용한다. 이 성질을 이용하여 b를 r로 나눈 나머지 r'를 구하고, 다시 r을 r'로 나눈 나머지를 구하는 과정을 반복하여 나머지가 0이 되었을 때 나누는 수가 a와 b의 최대공약수이다. 최소공배수는 최대공약수를 구함으로써 계산할 수 있다. 최소공배수는 두 자연수 a, b가 주어졌을 때 a와 b를 곱한 값을 최대공약수로 나눠주면 된다. 과제를 해결하기 위해 cin으로 두 자연수를 입력 받고 최대공약수를 구하기 위해 함수 gcd를 정의한다. gcd 함수 안에는 a와 b를 나눈 나머지가 0이 될 때까지 계산하도록 반복문을 사용한다. 최대공약수를 구했다면 이를 이용해 최소공배수를 구하고 cout을 이용해 출력한다.
프로그램 설계 및 알고리즘
- gcd 함수를 선언한다. 이때 매개변수로 두 개의 숫자를 받는다.
- (gcd function) 유클리드 호제법에 따라 두 수를 나누기 전 대소비교를 통해 변수 값을 서로 바꿔준다. 이때 값을 일시적으로 저장할 수 있는 temp 변수를 선언한다.
- (gcd function) 대소비교를 통해 올바르게 변수 값을 서로 바꿔 주었다면 반복문을 통해 나눗셈을 해준다. 문제분석에서 확인했듯이 a와 b를 나눈 나머지를 r이라고 할 때(단, a>b) 다음 계산에서는 b를 a의 위치로, r을 b의 위치로 옮겨 나누는 과정을 반복해야함으로 값을 일시적으로 저장할 수 있는 temp2라는 변수를 선언한다. while문 절차에 따라 최종적으로 b가 0이 될 때 a의 값이 최대공약수가 되므로 결과값을 반환한다.
- (main function) cin으로 두 개의 숫자를 받는다.
- (main function) 앞에서 정의한 gcd 함수에 입력 받은 두 개의 숫자를 넘겨주고 반환한 결과를 gcd_result라는 변수에 저장한다.
- (main function) 최소공배수를 구하기 위해 최대공약수인 gcd_result를 이용한다. 입력 받은 두 수를 곱한 값을 gcd_result로 나눈 후 결과값을 lcm_result에 저장한다.
- 최대공약수와 최소공배수가 저장되어 있는 변수 gcd_result와 lcm_result를 cout을 이용해 출력한다.
소스코드 및 주석
#include <iostream>
using namespace std;
int gcd(int a, int b){ // a와 b를 매개변수로 하는 gcd 함수 선언
int temp; // 대소비교 후 변수 값을 서로 바꿔주는데 사용될 저장소 temp 변수 선언
if (a < b){ // a가 b보다 작다면
temp = a; // a 값을 temp 변수에 일시 저장
a = b; // b 값을 a에 저장
b = temp; // a의 값이 담겨있는 temp 값을 b에 저장
}
int temp2; // 변수 값을 서로 바꿔주는데 사용될 저장소 temp2 변수 선언
while (b != 0){ // b가 0이 될 때까지 반복
temp2 = a%b; // a와 b를 나눈 나머지 값을 temp2 변수에 일시 저장
a = b; // b 값을 a에 저장
b = temp2; // a의 값이 담겨 있는 temp2 값을 b에 저장
}
return a; // 최대공약수 a 반환
}
int main(){
int a, b; // 입력 변수 선언
cout << "두 수 입력 : ";
cin >> a >> b; // 숫자 연달아 입력
int gcd_result, lcm_result; // 결과값 변수 선언
gcd_result = gcd(a, b); // gcd 함수를 호출해 계산 후 반환값을 gcd_result에 저장
lcm_result = (a*b)/gcd_result; // gcd_result를 이용해 lcm_result 계산
cout << "최대공약수 : " << gcd_result << endl; // 최대공약수 결과값 출력
cout << "최소공배수 : " << lcm_result << endl; // 최소공배수 결과값 출력
}결과 및 결과 분석
두 수를 연달아 입력 받았는데, spacebar로 구분했을 때 올바르게 입력되는 것을 확인할 수 있다. 또한 최대공약수와 최소공배수가 올바르게 계산되어 출력되는 것도 확인할 수 있었다.
소감
최대공약수와 최소공배수가 무엇을 의미하고 수학적으로 어떻게 구하는지는 알고 있었지만, 코드를 통해 논리적으로 이해하고 구현하는 것이 쉽지 않았다. 특히 최대공약수를 구하는 과정에서 나머지가 있다면 그 값을 다음 단계에서는 왜 분모값으로 가는 것인지 이해하지 못했다. 하지만 최대공약수가 '공통된 약수 중 가장 큰 값', 즉 '약수'라는 점을 생각했을 때 결국 나머지가 0이 되어야 분자값의 약수에 해당한다는 알고리즘을 이해하고 나서 비로소 코드를 작성할 수 있었다. 문제를 처음 마주했을 때 "왜 처리조건에 gcd 함수만 있을까?"라는 의문을 가졌다. 하지만 최대공약수를 이용해 최소공배수를 구하는 과정을 이해하고 나니 굳이 최소공배수를 구하는 함수를 만들지 않아도 된다는 점을 깨달았다.
Prob 2
문제분석
덧셈(+), 뺄셈(-), 곱셈(), 나눗셈몫(/), 나눗셈나머지(%)의 정수 5칙 연산이 가능한 프로그램 작성 문항이다. 먼저, cin을 이용해 a + b의 형식으로 입력 받는다. 여기에서 정수와 연산자는 spacebar로 분리하라는 조건이 있는데, 그 이유는 cin으로 2개의 숫자와 하나의 연산자를 한번에 받으려면 spacebar로 분리해야하기 때문일 것이라고 예상한다. 반복문과 조건문을 사용해야 하므로 숫가 2개와 하나의 연산자가 올바르게 입력되었다면 무한 반복하도록 작성한다. 그 안에서 +, -, , /, %에 대해 조건문을 작성해 각각의 연산자에 해당하는 계산을 수행한다. 최종적으로 cout을 통해 계산 결과를 출력한다.
프로그램 설계 및 알고리즘
- 반복문을 제어하는 데 사용될 int형 변수 i, int형 숫자 a, b, result와 연산자를 저장할 char형 변수 opt를 선언한다.
- while문을 이용해 loop를 생성한다.
- while문 안에 if, else if, else 조건문을 사용하여 각각의 연산자 또는 다른 문자가 왔을 때의 경우로 나눈다.
- 연산자에 따라 계산을 다르게 하여 결과를 result에 저장하고, 올바르지 않은 연산자가 입력된 경우 에러메세지를 출력함과 동시에 break를 이용해 loop를 빠져나간다.
- 'a ? b = c'의 형식으로 결과를 출력하고 반복 제어를 위해 1회 반복을 마치면 i를 1씩 증가시킨다.
소스코드 및 주석
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int i = 0, a, b, result; // 변수 선언
char opt; // 연산자를 저장할 char형 변수 선언
while (i < 6){ // n회 반복
cin >> a >> opt >> b; // 숫자 a, 연산자 opt, 숫자 b를 순서대로 입력. 구분은 spacebar
if (opt == '+'){ // 연산자가 '+'라면
result = a + b; // a + b 값을 result에 저장
}
else if (opt == '-'){ // 연산자가 '+'라면
result = a - b; // a - b 값을 result에 저장
}
else if (opt == '*'){ // 연산자가 '+'라면
result = a * b; // a * b 값을 result에 저장
}
else if (opt == '/'){ // 연산자가 '+'라면
result = a / b; // a / b 값을 result에 저장
}
else if (opt == '%'){ // 연산자가 '+'라면
result = a % b; // a % b 값을 result에 저장
}
else { // opt에 다른 문자가 입력된다면
cout << "ERROR : Operator disabled. End a loop." << endl; // 에러메세지 출력
break; // 반복 종료
}
cout << a << ' ' << opt << ' ' << b << " = " << result << endl; // 'a + b = c' 형식으로 결과 출력
i++; // 반복 1회 당 i를 +1
}
}결과 및 결과 분석
조건에 맞춰 올바르게 입력하면 모든 연산자에 대해 올바르게 계산되는 것을 확인할 수 있다. 특히 음수나 복잡한 계산도 잘 해내는 것을 볼 수 있다. 음수에 대한 계산은 spacebar로 구분하지 않으면 이게 음수인지, '-'연산자인지 모호하므로 주의해야할 것이다. 또 정의되지 않은 연산자가 입력되었을 때 에러메세지를 출력하고 loop를 잘 빠져나간 것도 확인할 수 있다.
소감
처음 시도할 때는 먼저 a, b, opt를 입력 받고 그 값이 NULL이 아니라면 무한루프를 돌도록 계획했다. 하지만 cin을 먼저 작성하고 그 다음 반복문(조건)을 작성하다보니 결과가 출력된 다음 a, b, opt를 다시 입력받는게 아니라 결과가 무한 출력되었다. 그 아유는 cin이 반복문 밖에 있었기 때문이다. 이 때문에 첫 번째 결과 출력 후 변수 값을 다시 입력 받지 않았다. 이 문제를 해결하기 위해 cin을 반복문 안에 위치하게 했는데, while문의 조건을 바꿔야 하는 문제가 발생했다. 왜냐하면 처음에는 while문에 들어가기 전 a, b, opt값을 입력 받았지만, while문 안에 넣게 되면 a, b, opt를 변수로 while문 조건을 작성할 수 없다. 따라서 while문을 제어할 변수 i를 새로 선언함으로써 간단하게 문제를 해결했다. 원래의 계획과는 조금 틀어졌지만, 원하는대로 결과가 출력되어 다행이라고 생각한다.
Prob 3
문제분석
문자열을 입력 받고 그것을 반대로 출력하는 프로그램 작성 문항이다. getline은 공백을 포함하여 모든 문자열을 저장한다. 문자열을 먼저 입력 받고 만큼 (0 + n)번째 index에 저장된 문자와 (k - n)번째 index에 저장된 문자를 서로 바꾸는 것을 (문자열의 길이/2)번 반복하는 반복문을 작성한다(k는 마지막 index). 반복문을 모두 마치면 cout을 이용해 결과를 출력한다.
프로그램 설계 및 알고리즘
- header file을 전처리하여 string형 변수 text, 반복문 제어 변수 i, 문자열 일시 저장 변수 temp, 문자열 길이 변수 len을 선언한다.
- getline으로 문자열을 입력 받아 text에 저장한다.
- 입력 받은 문자열의 길이를 계산하여 변수 len에 저장한다. 문자열의 길이는 문자열.length()를 이용한다.
- 데칼코마니처럼 (0 + n)번째 index에 저장된 문자와 (k - n)번째 index에 저장된 문자를 서로 바꾸는 것 (문자열 길이/2)번 반복하는 반복문을 작성한다. 이때 문자열의 가장 마지막 index는 len-1임에 주의한다.
- cout을 이용해 결과를 출력한다.
소스코드 및 주석
#include <iostream>
#include <string> // <string> header file 전처리
using namespace std;
int main(){
string text; // string형 text 변수 선언
int i, temp, len; // 반복문 제어 변수 i, 문자열 일시 저장 변수 temp, 문자열 길이 변수 len 선언
cout << "문자열을 입력하세요 : ";
getline(cin, text); // 문자열을 입력 받아 text 변수에 저장
len = text.length(); // 반복문에 사용 될 입력 받은 문자열의 길이 계산
for (i = 0; i < len/2; i++){ // (문자열 길이/2)회 반복
temp = text[i]; // i번째 index에 저장된 문자를 temp에 저장
text[i] = text[len-1-i]; // (len-1-i)번째 index에 저장된 문자를 i번째 index에 저장
text[len-1-i] = temp; // temp에 저장된 문자를 (len-1-i)번째 index에 저장
}
cout << "반대로 출력 : ";
cout << text << endl; // 결과 출력
}결과 및 결과 분석
getline을 통해 공백, 특수문자를 포함하여 모든 문자가 잘 입력되었다. 또한 반복문을 통해 올바르게 문자를 반대로 하는 것도 결과를 통해 확인할 수 있다.
소감
1주차 1번 문항에서와 마찬가지로 string 헤더파일을 이용해 string 변수를 선언하고, getline을 이용해 긴 문자열을 한번에 입력 받았다. 문제를 처음 읽었을 때 문자열을 저장할 배열을 선언해야하나 했지만, string 변수는 저장된 문자의 길이만큼 배열로 저장하기 때문에 따로 배열을 선언해 줄 필요가 없어서 편했다. 반복문을 통해 문자를 서로 바꾸는 것은 '데칼코마니'를 떠올리면 편하다. 데칼코마니를 만들기 위해 종이를 가로 방향으로 접으면 가로의 길이는 1/2이 된다. 종이의 가로를 일정하게 나뉜 0-9 구간이 있다고 생각해보면, 0구간은 9구간과, 1구간은 8구간과, 2구간은 7구간..과 맞물린다고 이해할 수 있다. 이와 같은 알고리즘을 이해하고 적용하여 다소 쉽게 해결했다. 이번 문항에서 가장 크게 느낀 것은 string의 강력함이었다.
참고 Reference
