프로그래밍 응용

프로그램을 만드는 일은 문제를 이해하고 → 절차를 짜고 → 코드로 옮겨 실행하고 → 결과를 평가하는 네 단계로 이루어집니다. 그런데 이 네 단계는 한 방향으로만 흐르지 않습니다.

실행해 봐야 절차의 빈틈이 보이고, 절차를 짜다가 문제를 다시 살펴보게 됩니다. 실행해 보고 고치고 다시 실행해 보는 일이 프로그래밍의 대부분입니다. 처음부터 완벽한 코드를 쓰려고 애쓰기보다, 빨리 실행해 보고 빨리 고치는 편이 낫습니다.

이 세 가지를 차례로 살펴보겠습니다.

프로그램의 잘못을 버그(bug)라고 하고, 그 원인을 찾아 고치는 일을 디버깅(debugging)이라고 합니다. 버그는 어긋나는 방식에 따라 세 가지로 나뉩니다. 문법 오류는 실행 전 검사에서 걸려 한 줄도 실행되지 않고, 실행 오류는 그 줄에 이르렀을 때 프로그램이 멈추며, 논리 오류는 끝까지 실행되고 답만 틀립니다. 앞의 둘은 메시지를 남기고 논리 오류는 남기지 않으므로, 고치는 방법도 둘로 나뉩니다.

scores = [88, 74, 95, 61, 79]

total = 0
for i in range(len(scores) - 1):
    total = total + scores[i]

print(total / len(scores))

오류 메시지는 없습니다. 그런데 눈으로 봐도 이상합니다. 점수가 61에서 95 사이인데 평균이 63.6이라니, 너무 낮습니다. 「이상하다」고 느끼는 것이 디버깅의 첫걸음입니다. 결과를 한 번도 의심하지 않으면 여기서 끝나 버립니다.

이제 어디가 잘못인지 좁혀야 합니다. 가장 쉬운 방법은 중간에 값을 출력해 보는 것입니다.

scores = [88, 74, 95, 61, 79]

total = 0
for i in range(len(scores) - 1):
    total = total + scores[i]
    print(i, scores[i], total)

print(total / len(scores))

scores = [88, 74, 95, 61, 79]

total = 0
for i in range(len(scores)):
    total = total + scores[i]

print(total / len(scores))

같은 일을 하는 프로그램이라도 실행 시간이 짧고 메모리를 적게 쓰는 쪽이 좋습니다. 그것을 알아보는 일을 성능 평가라고 합니다. 측정하는 방법은 크게 둘입니다.

import time

start = time.time()

total = 0
for i in range(1000000):
    total = total + i

end = time.time()

print(round(end - start, 3), '초')

books = [42, 17, 63, 8, 35]
count = 0

for turn in range(4):
    for i in range(4 - turn):
        count = count + 1
        if books[i] > books[i + 1]:
            books[i], books[i + 1] = books[i + 1], books[i]

print(books)
print('비교', count, '번')

정렬이 끝나고 비교 10번이 출력됩니다. 같은 방법으로 다섯 권을 손으로 정렬해도 비교가 꼭 열 번입니다. 이 숫자는 누가 어디서 실행해도 10입니다.

「일주일 걸음 수를 입력받아 요약을 알려 주는 프로그램」을 넷이서 만든다고 해 봅시다. 넷이 한 화면을 같이 볼 수는 없으니 나누어 맡아야 합니다. 그런데 어떻게 나눌 것인가가 문제입니다.

문제를 작은 문제로 쪼개고, 조각마다 함수를 하나씩 맡으면 됩니다.