[Programmers] 후보키 바로가기
📍 문제 설명
프렌즈대학교 컴퓨터공학과 조교인 제이지는 네오 학과장님의 지시로, 학생들의 인적사항을 정리하는 업무를 담당하게 되었다.
그의 학부 시절 프로그래밍 경험을 되살려, 모든 인적사항을 데이터베이스에 넣기로 하였고, 이를 위해 정리를 하던 중에 후보키(Candidate Key)에 대한 고민이 필요하게 되었다.
후보키에 대한 내용이 잘 기억나지 않던 제이지는, 정확한 내용을 파악하기 위해 데이터베이스 관련 서적을 확인하여 아래와 같은 내용을 확인하였다.
- 관계 데이터베이스에서 릴레이션(Relation)의 튜플(Tuple)을 유일하게 식별할 수 있는 속성(Attribute) 또는 속성의 집합 중, 다음 두 성질을 만족하는 것을 후보 키(Candidate Key)라고 한다.
- 유일성(uniqueness) : 릴레이션에 있는 모든 튜플에 대해 유일하게 식별되어야 한다.
- 최소성(minimality) : 유일성을 가진 키를 구성하는 속성(Attribute) 중 하나라도 제외하는 경우 유일성이 깨지는 것을 의미한다. 즉, 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별하는 데 꼭 필요한 속성들로만 구성되어야 한다.
제이지를 위해, 아래와 같은 학생들의 인적사항이 주어졌을 때, 후보 키의 최대 개수를 구하라.
위의 예를 설명하면, 학생의 인적사항 릴레이션에서 모든 학생은 각자 유일한 "학번"을 가지고 있다. 따라서 "학번"은 릴레이션의 후보 키가 될 수 있다.
그다음 "이름"에 대해서는 같은 이름("apeach")을 사용하는 학생이 있기 때문에, "이름"은 후보 키가 될 수 없다. 그러나, 만약 ["이름", "전공"]을 함께 사용한다면 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별 가능하므로 후보 키가 될 수 있게 된다.
물론 ["이름", "전공", "학년"]을 함께 사용해도 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별할 수 있지만, 최소성을 만족하지 못하기 때문에 후보 키가 될 수 없다.
따라서, 위의 학생 인적사항의 후보키는 "학번", ["이름", "전공"] 두 개가 된다.
릴레이션을 나타내는 문자열 배열 relation이 매개변수로 주어질 때, 이 릴레이션에서 후보 키의 개수를 return 하도록 solution 함수를 완성하라.
📍 제한사항
- elation은 2차원 문자열 배열이다.
- relation의 컬럼(column)의 길이는
1이상8이하이며, 각각의 컬럼은 릴레이션의 속성을 나타낸다. - relation의 로우(row)의 길이는
1이상20이하이며, 각각의 로우는 릴레이션의 튜플을 나타낸다. - relation의 모든 문자열의 길이는
1이상8이하이며, 알파벳 소문자와 숫자로만 이루어져 있다. - relation의 모든 튜플은 유일하게 식별 가능하다.(즉, 중복되는 튜플은 없다.)
📍 입출력 예
| relation | result |
|---|---|
| [["100","ryan","music","2"],["200","apeach","math","2"],["300","tube","computer","3"],["400","con","computer","4"],["500","muzi","music","3"],["600","apeach","music","2"]] | 2 |
📍 입출력 예 설명
입출력 예 #1
문제에 주어진 릴레이션과 같으며, 후보 키는 2개이다.
📍 풀이
📌 문제 풀이
🧷 후보키 구하기!
- 조합을 생성해주는
combinations()함수를 이용하여 속성으로 만들 수 있는 모든 조합을 구한다. - 예를 들어
학번,이름,전공,학년의 속성으로 만들 수 있는 모든 조합을 구하면 아래와 같다.
# size 1
('학번'), ('이름'), ('전공'), ('학년'),
# size 2
('학번', '이름'), ('학번', '전공'), ('학번', '학년'),
('이름', '전공'), ('이름', '학년'), ('전공', '학년'),
# size 3
('학번', '이름', '전공'), ('학번', '이름', '학년'),
('학번', '전공', '학년'), ('이름', '전공', '학년'),
# size 4
('학번', '이름', '전공', '학년')🧷 유일성 판단하기!
- 위에서 구한 후보키 속성의 조합으로 새로운 튜플들을 생성한다.
tuple(relation[i][j] for j in attribute) for i in range(row)- 새롭게 생성한 튜플을
set()자료구조를 통해 중복된 튜플을 제거한다.- 중복된 튜플을 제거하는 이유는 릴레이션에서 유일하게 식별할 수 있는지 확인하기 위해서이다.
set(tuple(relation[i][j] for j in attribute) for i in range(row))- 만약 튜플의 중복제거가 끝난 후 남은 튜플의 수(
N)가row와 같다면 유일성을 만족한다고 판단하고 후보키에 추가한다.
if N == row:
uniques.append(attribute)🧷 최소성 판단하기!
- 최소성을 만족하는 후보키를 저장할 리스트를 생성한다.
minimalities = []flag는 현재 후보키의 최소성 만족 상태를 의미한다.- 만약 후보키가 최소성을 만족한다면
flag의 값은True, 만족하지 못한다면False값을 갖는다. flag의 초기값은True를 갖는다.
flag = True- 유일성을 만족한 현재 후보키(
unique)와 최소성까지 만족한 후보키들(minimalities)의 교집합을 확인하여 최소성을 만족하는지 확인한다. - 만약 교집합이 존재한다면 최소성을 만족하지 못하는 것을 의미하므로
flag의 값을False로 변경한다.
for minimality in minimalities:
if set(minimality).issubset(set(unique)):
flag = False
break- 반복문이 종료된 후 현재 후보키의 최소성 만족 상태(
flag)가 만족 상태(True)라면 해당 후보키를minimalities에 추가한다.
if flag:
minimalities.append(unique)✍ 코드
from itertools import combinations
def solution(relation):
answer = 0
row, column = len(relation), len(relation[0])
# 후보키
attributes = []
for i in range(1, column + 1):
attributes.extend(combinations(range(column), i))
# 유일성
uniques = []
for attribute in attributes:
N = len(set(tuple(relation[i][j] for j in attribute) for i in range(row)))
if N == row:
uniques.append(attribute)
# 최소성
minimalities = []
for unique in uniques:
flag = True
for minimality in minimalities:
if set(minimality).issubset(set(unique)):
flag = False
break
if flag:
minimalities.append(unique)
return len(minimalities)