[알고리즘 스터디] Do it 알고리즘 코딩테스트 with Python #5

오예찬·2023년 9월 18일

Do it 알고리즘 스터디

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정렬

리스트의 꽃, 정렬!
정렬을 거꾸로 하면 열정이다. 그렇다. 정렬은 열정으로 하는 것이다!
앞으로 배울 정렬은 다음 6가지이다.

정렬 알고리즘

정렬 알고리즘	정의
버블(bubble)	데이터의 인접 요소끼리 비교하고, swap 연산을 수행하며 정렬하는 방식
선택(selection)	대상에서 가장 크거나 작은 데이터를 찾아가 선택을 반복하면서 정렬하는 방식
삽입(insertion)	대상을 선택해 정렬된 영역에서 선택 데이터의 적절한 위치를 찾아 삽입하면서 정렬하는 방식
퀵(quick)	pivot 값을 선정해 해당 값을 기준으로 정렬하는 방식
병합(merge)	이미 정렬된 부분 집합들을 효율적으로 병합해 전체를 정렬하는 방식
기수(radix)	데이터의 자릿수를 바탕으로 비교해 데이터를 정렬하는 방식

04-1 버블 정렬

버블 정렬의 핵심 이론

버블 정렬은 두 인접한 데이터의 크기를 비교해 정렬하는 방법이다. 간단하게 구현할 수 있지만, 시간 복잡도는 O(n^2)으로 다른 정렬 알고리즘보다 속도가 느린 편이다. ~~실제 코테에선 거의 쓸 일 없는 알고리즘~~ 물론 원리는 알고 있어야 한다.

버블 정렬 과정

비교 연산이 필요한 루프 범위를 설정한다.
인접한 데이터 값을 비교한다.
swap 조건에 부합하면 swap 연산을 수행한다.
루프 범위가 끝날 때까지 2. 3.을 반복한다.
정렬 영역을 설정한다. 다음 루프를 실행할 때는 이 영역을 제외한다.
비교 대상이 없을 때까지 1~5를 반복한다.

말로 풀어 쓰니 어려운 감이 있지만 쉽게 말해 끝에 것부터 옆에 있는 거랑 하나씩 비교하면서 쭉 밀고 나가는 정렬 방식이다. 참고로 버블 정렬의 이름이 '버블' 정렬인 이유는 정렬하는 방식이 거품이 수면위로 올라오는 모습과 닮아 있기 때문이라 한다.

문제 015 수 정렬하기 1

문제
N개의 수가 주어졌을 때, 이를 오름차순으로 정렬하는 프로그램을 작성하시오.

입력
첫째 줄에 수의 개수 N(1 ≤ N ≤ 1,000)이 주어진다. 둘째 줄부터 N개의 줄에는 수가 주어진다. 이 수는 절댓값이 1,000보다 작거나 같은 정수이다. 수는 중복되지 않는다.

출력
첫째 줄부터 N개의 줄에 오름차순으로 정렬한 결과를 한 줄에 하나씩 출력한다.

예제 입력 1
5
5
2
3
4
1

예제 출력 1
1
2
3
4
5

사실 sort()를 쓰면 바로 풀 수 있는 문제이긴 하지만 이번엔 버블 정렬을 이용해서 풀어보자. 코드를 보며 버블 정렬에 대해 이해해 보자.

N = int(input())
A = [0] * N

for i in range(N):
	A[i] = int(input())
    
for i in range(N-1):
	for j in range(N-1-i):
    	if A[j] > A[j+1]:
        	A[j], A[j+1] = A[j+1], A[j]

for i in range(N):
	print(A[i])

04-2 선택 정렬

선택 정렬은 대상 데이터에서 최대나 최소 데이터를 데이터가 나열된 순으로 찾아가며 선택하는 방법이다. 선택 정렬은 구현 방법이 복잡하고, 시간 복잡도도 O(n^2)으로 효율적이지 않아 코딩테스트에선 많이 쓰이지 않는다. 따라서 선택 정렬 원리만 간단히 알아보고 넘어가자.

선택 정렬의 핵심 이론

최솟값 또는 최댓값을 찾고, 남은 정렬 부분의 가장 앞에 있는 데이터와 swap하는 것이 선택 정렬의 핵심이다.

백문이 불여일견
(출처:https://www.chanstory.dev/blog/post/16)

선택 정렬 과정

남은 정렬 부분에서 최솟값 또는 최댓값을 찾는다.
남은 정렬 부분에서 가장 앞에 있는 데이터와 선택된 데이터를 swap한다.
가장 앞에 있는 데이터의 위치를 변경해(index++) 남은 정렬 부분의 범위를 축소한다.
전체 데이터 크기만큼 index가 커질 때까지, 즉 남은 정렬 부분이 없을 때까지 반복한다.

문제 017 내림차순으로 자릿수 정렬하기

문제
배열을 정렬하는 것은 쉽다. 수가 주어지면, 그 수의 각 자리수를 내림차순으로 정렬해보자.

입력
첫째 줄에 정렬하려고 하는 수 N이 주어진다. N은 1,000,000,000보다 작거나 같은 자연수이다.

출력
첫째 줄에 자리수를 내림차순으로 정렬한 수를 출력한다.

예제 입력 1
2143

예제 출력 1
4321

예제 입력 3
61423

예제 출력 3
64321

코드를 통해 원리를 이해해보자.

A = list(input())

for i in range(len(A)):
    Max = i
    for j in range(i+1, len(A)):
        if A[j] > A[Max]:   #내림차순이므로 최댓값을 찾음
            Max = j
    if A[i] < A[Max]:
        A[i], A[Max] = A[Max], A[i]

for i in range(len(A)):
    print(A[i], end='')