다양한 제어 구조

코드는 기본적으로 맨 윗줄부터 아래로 한 줄씩 실행됩니다. 그런데 이것만으로는 만들 수 있는 프로그램이 아주 적습니다. 오늘 기온에 따라 다른 옷차림을 알려 주는 프로그램을 생각해 보세요. 기온에 따라 실행할 명령이 달라져야 합니다.

선택 구조는 순서도에서 마름모로 그리는 것입니다. 코드에서는 if로 씁니다. 나란히 놓고 보세요.

temp = 12

if temp >= 28:
    print('반팔')
elif temp >= 20:
    print('얇은 겉옷')
elif temp >= 10:
    print('재킷')
else:
    print('두꺼운 외투')

리스트에 저장된 점수를 하나씩 꺼내 화면에 출력한다고 해 봅시다. 인덱스를 하나하나 적으면 print를 다섯 줄 써야 하고, 값이 삼백 개면 삼백 줄을 써야 합니다. 이럴 때 쓰는 것이 반복입니다. 순서도에서 화살표가 위로 되돌아가는 곳입니다.

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

for score in scores:
    print(score)

for day in range(1, 8):
    print(day, '일째')

리스트를 넘긴 반복은 점수 다섯 개를 차례로 출력하고, range를 쓴 반복은 1일째부터 7일째까지를 출력합니다. range(1, 8)이 8이 아니라 7까지인 것에 주의하세요. 「1에서 시작해 8 앞에서 멈춘다」고 읽으면 맞습니다. 리스트를 잘라 낼 때와 같은 규칙입니다.

total = 0
days = 0

while total < 30000:
    total = total + 8000
    days = days + 1

print(days, '일이 걸립니다.')

4일이 나옵니다. 우리는 코드를 쓸 때 4라는 수를 몰랐습니다. 조건을 적어 두었더니 컴퓨터가 반복할 때마다 조건을 확인해 네 번 반복하고 멈춘 것입니다. 이것이 while을 쓰는 이유입니다.

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

for i in range(len(books)):
    if books[i] == 8:
        print('인덱스', i, '위치에 있습니다.')
        break

「인덱스 3 위치에 있습니다.」가 나오고 반복이 끝납니다. break가 없으면 인덱스 4까지 헛되이 확인하게 됩니다. 맨 앞부터 하나씩 확인하다가 찾으면 멈추는 것, 이것이 순차 탐색이 코드가 된 모습입니다.

지금까지 본 것은 제어 구조 하나씩이었습니다. 그런데 실제 프로그램은 구조 안에 구조를 넣어 씁니다. 이것을 중첩 제어 구조라고 합니다.

가장 흔한 것이 반복 안의 반복입니다. 가로세로로 놓인 표를 순회하려면 행을 하나씩 꺼내고, 그 행 안에서 요소를 하나씩 꺼내야 하기 때문입니다. 아래는 밝기 값이 저장된 3행 5열짜리 표에서 어두운 점(값이 0인 요소)이 몇 개인지 세는 코드입니다.

image = [
    [255, 255, 0, 255, 255],
    [255, 0, 0, 0, 255],
    [0, 0, 0, 0, 0],
]

dark = 0

for row in image:
    for value in row:
        if value == 0:
            dark = dark + 1

print(dark)

결과는 9입니다. 안쪽을 살펴보면 구조가 세 겹입니다.

책 다섯 권이 42, 17, 63, 8, 35 순으로 꽂혀 있습니다. 이것을 번호 순으로 다시 꽂는 방법 하나는 이렇습니다. 바로 옆에 놓인 두 권의 번호를 비교하고, 앞의 것이 더 크면 맞바꿉니다. 그리고 한 권 오른쪽으로 옮겨 같은 일을 반복합니다. 끝까지 가면 가장 큰 번호가 맨 뒤에 도착하므로, 다음 회전에서는 맨 뒤 한 권을 뺀 나머지로 다시 합니다.

손으로 하면 종이에 화살표를 그려 가며 한참 걸립니다. 제어 구조로 적으면 이렇게 됩니다.

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

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

print(books)

결과는 [8, 17, 35, 42, 63]입니다. 한 줄씩 읽어 보면 두 겹의 for 반복, if 선택, 두 요소를 맞바꾸는 줄뿐입니다.