코딩 테스트는 소프트웨어 개발자로서의 능력을 평가하기 위해 자주 사용되는 방법입니다. 특히 알고리즘 문제 해결 능력은 많은 기업에서 중요하게 생각하는 요소 중 하나입니다. 이번 강좌에서는 선분의 방향을 구하는 문제를 통해 문제 해결 과정을 설명하고, 코틀린 언어를 사용하여 코드를 작성해 보겠습니다.
문제 설명
두 점 (x1, y1)과 (x2, y2)가 주어질 때, 이 두 점으로 이루어진 선분의 방향을 구하는 프로그램을 작성하세요. 여기서 방향은 다음과 같이 정의됩니다.
- 선분이 시계 방향으로 회전하면 ‘CW’를 출력합니다.
- 선분이 반시계 방향으로 회전하면 ‘CCW’를 출력합니다.
- 선분이 일직선 상에 있으면 ‘C’를 출력합니다.
입력
- 첫 번째 줄: 정수 x1, y1 (첫 번째 점의 좌표)
- 두 번째 줄: 정수 x2, y2 (두 번째 점의 좌표)
출력
선분의 방향을 위에서 설명한 형태로 출력합니다.
문제 풀이 단계
1. 문제 이해하기
문제를 이해하기 위해 선분의 방향을 정의하는 기하학적 의미를 살펴보겠습니다. 선분은 두 점 사이의 직선을 나타내며, 이 직선이 이루는 각도가 시계 방향인지 반시계 방향인지를 판단할 필요가 있습니다. 두 점을 기준으로 한 세 번째 점을 고려하여 방향을 결정하는 방식이 유용할 것입니다.
2. 벡터의 외적 활용하기
선분의 방향을 판단하기 위해 외적(Cross Product)을 사용할 수 있습니다. 외적을 사용하면 두 벡터가 이루는 각도의 방향을 쉽게 알 수 있습니다. 두 벡터 A와 B의 외적은 다음과 같이 정의됩니다:
A = (x2 – x1, y2 – y1), B = (x, y)
여기서 B는 기준점으로 선택한 점입니다. A가 B의 방향과 이루는 각에 따라 시계 방향, 반시계 방향 또는 일직선 상에 있는지를 판단할 수 있습니다.
3. 코틀린 코드 작성하기
fun determineDirection(x1: Int, y1: Int, x2: Int, y2: Int): String {
val direction = (x2 - x1) * (y2) - (y2 - y1) * (x2)
return when {
direction > 0 -> "CCW"
direction < 0 -> "CW"
else -> "C"
}
}
4. 전체 함수 구현과 테스트하기
전체 프로그램을 구현하여 입력을 받고, 출력하는 형태로 만들어 보겠습니다.
fun main() {
val (x1, y1) = readLine()!!.split(" ").map { it.toInt() }
val (x2, y2) = readLine()!!.split(" ").map { it.toInt() }
println(determineDirection(x1, y1, x2, y2))
}
5. 코드 설명하기
이 코드는 두 점의 좌표를 입력받아 선분의 방향을 출력하는 기능을 수행합니다. ‘determineDirection’ 함수는 외적을 사용해 방향을 계산하고, 결과에 따라 ‘CCW’, ‘CW’ 또는 ‘C’를 반환합니다. ‘main’ 함수에서는 사용자로부터 두 점의 좌표를 입력받고 이를 함수에 전달하여 결과를 출력합니다.
결론
이번 강좌에서는 선분의 방향을 구하는 문제를 해결하는 과정을 살펴보았습니다. 벡터의 외적을 이용하여 방향을 구하는 방법은 기하학적 문제를 해결하는 데에 있어 매우 유용한 접근법입니다. 향후 고급 알고리즘 문제나 기하학 관련 문제를 만날 때, 이러한 기초 지식을 활용하여 더 복잡한 문제들도 해결할 수 있을 것입니다. 코틀린을 사용하여 문제를 해결하는 과정에서 프로그래밍 언어의 문법이나 자료구조의 성질을 깊이 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.
참고문헌
- 알고리즘 문제 해결 전략 – 저자: 구종만
- 코틀린 프로그래밍 – 저자: 제이슨. 에드먼드
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