[Algorithm] 완전 탐색(Exhaustive search)과 브루트 포스(Brute Force)

완전탐색(Exhaustive search)과 브루트포스(Brute Force) 알고리즘은 모든 가능한 경우의 수를 탐색하여 문제를 해결하는 방법입니다

1. 완전탐색 (Exhaustive search)

완전탐색은 모든 경우의 수를 다 만들어 보는 방법입니다.

이 방법은 컴퓨터의 빠른 계산 능력을 이용하여 가능한 모든 경우를 일일이 나열하면서 답을 찾습니다

 

2. 완전 탐색의 종류

완전 탐색은 문제의 구조에 따라 다양한 방법으로 구현될 수 있습니다.

1. 브루트 포스 (Brute Force): 반복문과 조건문을 사용하여 가능한 모든 경우를 단순하게 탐색합니다.
2. 비트 마스크 (Bit Mask): 이진수를 사용하여 문제에서 나올 수 있는 모든 경우의 수를 표현하고 탐색합니다.
3. 백트래킹 (Backtracking): 답을 찾는 과정에서 유망하지 않은 경로는 제외하고 탐색하는 방법입니다.
4. 순열 (Permutation): n개의 원소에서 r개를 중복 없이 순서대로 나열하는 방법입니다.
5. 재귀 함수 (Recursion Function): 자기 자신을 반복적으로 호출하여 문제를 해결하는 함수입니다.
6. DFS/BFS: 깊이 우선 탐색(DFS) 또는 너비 우선 탐색(BFS)을 사용하여 그래프의 모든 노드를 탐색합니다.
   
   
   

3. 완전 탐색 활용 팁

1. 가능한 모든 경우의 수 계산: 완전 탐색을 적용하기 전에 문제에서 가능한 모든 경우의 수를 대략적으로 계산해 보세요.
2. 제약 조건 활용: 문제의 제약 조건을 활용하여 탐색 범위를 줄일 수 있습니다.
3. 가지치기 (Pruning): 백트래킹과 같이 불필요한 탐색 경로는 제외하여 효율성을 높일 수 있습니다.
   
   완전 탐색은 문제 해결에 있어서 가장 기본적인 접근 방식이지만, 입력 크기가 커질수록 비효율적일 수 있습니다. 따라서, 문제의 특성을 파악하여 더 효율적인 알고리즘을 선택하는 것이 중요합니다.

 

4. 브루트 포스 (Brute Force)

브루트 포스 알고리즘은 가능한 모든 경우의 수를 일일이 탐색하여 원하는 결과를 얻는 가장 단순한 방법입니다.

 

1. 브루트 포스의 동작 원리:

• 가능한 모든 경우의 수를 생성합니다.
• 각 경우의 수에 대해 조건을 확인하여 올바른 답을 찾습니다.

2. 장점

• 구현이 간단하고 직관적입니다.
• 모든 가능한 경우를 탐색하므로 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
• 복잡한 알고리즘 없이 빠르게 구현할 수 있습니다.

 

3. 단점

• 경우의 수가 많을 경우 효율성이 떨어집니다.
• 큰 입력에 대해 사용하기 어렵습니다.
• 알고리즘의 실행 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.
• 메모리 효율이 좋지 않습니다.
  
  

4. 시간 복잡도
브루트 포스의 시간 복잡도는 경우의 수에 비례하며, O(2^n)이 될 수 있습니다.

5. 활용 예시:

• 문자열 처리: 문자열에서 특정 패턴을 찾는 경우, 모든 부분 문자열을 생성하고 탐색합니다.
• 조합 생성: 주어진 집합의 모든 부분집합을 생성하고 탐색하여 원하는 조합을 찾습니다.

 

function findNumber(arr, target) {
  for (let num of arr) {
    if (num === target) {
      return true; // 찾은 경우 true 반환
    }
  }
  return false; // 찾지 못한 경우 false 반환
}

// 사용 예시
let numbers = [1, 3, 5, 7, 9];
let target = 5;
let found = findNumber(numbers, target);

if (found) {
  console.log(target + "을(를) 찾았습니다.");
} else {
  console.log(target + "을(를) 찾을 수 없습니다.");
}

 

완전탐색과 브루트포스 알고리즘은 모든 경우를 고려하기 때문에, 항상 정확한 해답을 찾을 수 있지만, 

문제의 크기에 따라 실행 시간이 매우 길어질 수 있다는 점을 주의해야 합니다