나의 큰 O는 log x야

정렬은 컴퓨터 알고리즘에서 매우 자주 쓰이는 중요한 알고리즘입니다. 그래서 대부분의 프로그래밍 언어들은 정렬하는 방법을 언어 문법 차원에서든 기본 라이브러리로든 반드시 제공합니다. 언어 차원에서 제공해주는 정렬 함수는 대체로 최적화가 잘 되어 있어 빠르므로, 컴공 과제를 푸는게 아닌 이상은 정렬을 직접 구현해서 쓸 일은 거의 없지요. 그러나 종종 기본적으로 제공되는 정렬 함수만으로는 부족함을 느낄 때가 있습니다. 바로 인덱스 정보를 유지하면서 정렬을 해야하는 경우입니다. 위의 그림에서와 같이 총 5개의 문자열로 이뤄진 배열을 정렬하는데, 정렬 후 배열의 각 요소들이 원래 어느 위치에 있었는지를 함께 파악해야하는 경우가 있습니다. 배열과 관련된 다양한 문제를 해결하다보면 생각보다 자주 필요한 작업인데요, ..

프로그래밍/테크닉 2022. 5. 30. 01:01

수 많은 값들 속에서 특정 값의 위치를 찾는건 컴퓨터가 수행하는 작업들 중 가장 기본적인 작업이면서도 자주 쓰이는 작업입니다. 특정 이름으로 된 파일을 열거나, 주소를 이용해 특정 사이트에 접속하거나, 검색엔진에 검색어를 입력해 원하는 결과를 찾는 일 등 수많은 작업들이 결국에는 데이터의 위치를 찾는 작업으로 귀결되지요. 그래서 컴퓨터 과학에서는 이런 종류의 작업에 '검색 알고리즘(Search Algorithm)'이라는 이름을 붙여서 심도 있게 연구하고 있습니다. 이번 포스팅에서 다룰 내용은 값 집합이 고정되어 있는 상태에서 특정 값이 해당 집합 내에 존재하는지, 존재하면 어느 위치에 존재하는지를 찾는 것입니다. 따라서 값 집합에 새로운 값이 추가되거나 값 집합에서 특정 값이 제거되는 등 값 집합 자체가..

프로그래밍/테크닉 2022. 1. 15. 15:15

C++로 개발을 하다보면 종종 C API를 호출해야하는 경우가 있습니다. 많은 유용한 라이브러리나 OS 등이 C API만 제공하고 C++스타일 API를 제공하지 않기 때문인데요, C++ 철학에 맞춰 코드를 짜다가도 이렇게 C API를 호출하려하다보면 코드가 쉽게 지저분해지곤 합니다. C스타일로 작업하면 특히 지저분해지기 쉬운게 자원 획득 & 해제와 콜백 함수 넘기는 작업입니다. 이 중 자원 획득 & 해제는 unique_ptr나 shared_ptr의 custom deleter를 이용하면 어느정도 깔끔하게 처리할 수 있으니, 이번 포스팅에서는 콜백함수를 넘기는 작업에 대해 고민해보려고 합니다. C에서의 콜백함수 콜백함수(Callback)는 나중에 호출하라고 넘겨주는 함수를 가리킵니다. 보통 다음과 같은 형태..

프로그래밍/테크닉 2021. 8. 8. 17:39

수열의 부분합 구하기! 중고등학교 수학시간에 많이 했던 일이죠. 어떤 수열 X가 a, b, c, d ... 와 같은 식으로 있다면 부분합(Prefix Sum, 혹은 Scan) S는 다음과 같이 계산됩니다.S1: a S2: a + b S3: a + b + c S4: a + b + c + d수학시간에서는 이 부분합 수열의 일반항을 구하는 일을 주로 했지만, 컴퓨터 과학에서는 이 수열의 각 항을 빠르고 효율적으로 (또 정확히) 계산하는 방법에 대해 논하게 됩니다. 이 부분합을 구해서 어디에 쓰나 싶지만, 의외로 여러 분야에서 널리 쓰이고 있습니다. 대표적인 사례로 누적분포(cumulative distribution)을 구하는 작업이 있겠습니다. 이는 특정 임의 분포에서 표본을 추출하는데 자주 사용됩니다. 예를..

프로그래밍/테크닉 2020. 7. 12. 19:01

고전적 방법으로 문자 집합 소속 여부 테스트하기문자열 처리를 하다보면 빠질수 없는 작업이 어떤 문자가 특정 문자 집합에 속하는지 확인하는 것일 겁니다. 예를 들어 'b'가 A~F 범위에 속하는지, '간'이 가~깋 범위에 속하는지 비교하는 것처럼요. 일반적으로 이 작업은 if문을 몇번 써서 수행할 수 있습니다. 예를 들어 특정 문자가 A-F 범위에 속하는지를 확인하는 함수는 다음과 같이 작성할 수 있지요.bool is_in_a_f(int c) { return 'A'

프로그래밍/테크닉 2020. 3. 30. 02:02

C++11 표준에서부터 랜덤 함수와 관련된 여러 라이브러리들이 추가되었는데요, 그 중 랜덤한 실수를 생성하기 위한 제일 기초적인 함수로 std::generate_canonical이 있습니다. 이 함수는 임의 부동소수점 타입의 수를 [0, 1) 범위 (0~1인데 0은 포함하고 1은 포함하지 않음)에서 임의로 생성합니다. 또한 이 때 생성할 난수의 최소 랜덤 비트를 템플릿 인자로 설정할 수 있게 되어있습니다. 이 함수는 제일 기본적인 실수 난수를 생성하므로, 이보다 더 복잡한 실수 난수들(정규 분포에서 뽑기, 베타, 감마 분포에서 뽑기 등)은 이 함수의 결과값을 바탕으로 사용합니다. 즉 랜덤 실수 생성의 기본 중의 기본이라 할 수 있습니다. 또한 깁스 샘플링과 같이 확률적 샘플링을 사용하는 프로그램을 짜게 ..

프로그래밍/테크닉 2019. 12. 25. 14:35

Eigen은 C++기반의 선형 대수 연산 라이브러리입니다. 이 라이브러리의 특징은 c++의 템플릿을 쥐어짜서 컴파일 시간에 행렬 간의 연산식을 분석하고 최적의 연산 순서를 결정해서 연산을 수행한다는 것입니다. 예를 들어 Eigen::MatrixXf a, b, c, d; a = b * c + d; 와 같은 식이 있다면, 일반적인 c++객체에서는 b*c를 연산한 뒤 그 리턴값으로 임시 객체가 생성이 되고, 이 임시객체와 d를 더한뒤 임시 객체를 생성하고, 최종적으로 이 임시객체가 a에 대입되는 식으로 연산이 진행될 겁니다. 하지만 Eigen에서는 Expression Template이라는 템플릿의 응용기법을 이용해 이런 불필요한 연산을 회피하고, b*c를 바로 a에 대입한뒤 거기에 d를 더 더해서 임시객체 생..

프로그래밍/테크닉 2019. 10. 13. 01:35

C++에는 런타임 타입 정보(RTTI)를 알려주는 typeid 시스템이 들어가 있습니다. 따라서 컴파일 언어이면서도 생각보다는 유연하게 실행 시간에 특정 변수의 타입을 조회하고 타입 간의 연산을 수행할 수가 있습니다. typeid로 얻어지는 type_info 인스턴스는 name()이라는 멤버 함수를 가지는데, 이 멤버 함수는 해당 타입의 이름을 알려줍니다. 이 값을 통해 현재 변수의 타입이 무엇인지 유저에게 문자열로 출력해줄 수가 있는 것이죠.문제는 이 name()이 사실 사람이 읽기에 적합한 문자열을 주지 않는다는 것입니다. (게다가 컴파일 환경에 따라 출력값이 달라질 수도 있구요.) 예로 gcc 8.3에서 typeid(std::vector).name()는 St6vectorImSaImEE라는 값을 반환..

프로그래밍/테크닉 2019. 9. 29. 19:10