📖 오늘의 학습

• 코딩테스트 : 해시, 탐욕법, 정렬

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코딩테스트 문제풀이

코딩테스트 푸는 방법

지문 읽기 - 문제의 첫인상 중요, 어떤 데이터 표현, 알고리즘을 적용할지
문제의 크기는 무엇에 지배되는지, 어떠한 제약이 있는지 확인

1. 해시 - 완주하지 못한 선수

문제 설명

수많은 마라톤 선수들이 마라톤에 참여하였습니다. 단 한 명의 선수를 제외하고는 모든 선수가 마라톤을 완주하였습니다.
마라톤에 참여한 선수들의 이름이 담긴 배열 participant와 완주한 선수들의 이름이 담긴 배열 completion이 주어질 때, 완주하지 못한 선수의 이름을 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

제한사항

마라톤 경기에 참여한 선수의 수는 1명 이상 100,000명 이하입니다.
completion의 길이는 participant의 길이보다 1 작습니다.
참가자의 이름은 1개 이상 20개 이하의 알파벳 소문자로 이루어져 있습니다.
참가자 중에는 동명이인이 있을 수 있습니다.

👉 자료구조와 알고리즘의 선택

정렬로 구현한다면?
통과는 하지만 두 리스트를 모두 정렬해야하고 각각 Ologn의 시간복잡도를 가지기 때문에 hash가 더 효율적이다

• 만약 이름 대신 번호가 주어졌다면? 선형배열을 사용한다.
  하지만 이름으로 찾아갈것이기 때문에 적합하지 않음
• 문자열로 접근가능한 자료구조는? 해시(hash)
  - key로 상수시간으로 원소에 접근이 가능하다

코드구현

def solution(participant, completion):
    h = {}
    
    # 참가자 이름을 key로, 참가인원을 value로 dict에 추가
    for p in participant:
        h[p] = h.get(p, 0) + 1
    
    # 완주한 참가자의 이름에 대한 값을 하나씩 뺴줌
    for c in completion:
        h[c] -= 1
    
    # 완주하지 못한 참가자는 값이 1이므로 1을 발견하면 리턴
    for k,v in h.items():
        if v == 1:
            answer = k
            break
        
    return answer

2.1 탐욕법 (Greedy) - 체육복

• 알고리즘의 각 단계에서 그 순간에 최적이라고 생각되는 것을 선택
• 탐욕법으로 최적해를 찾을 수 있는 문제 : 현재의 선택이 마지막 해답의 최적성을 해치지 않을 때 (지금 좋은게 끝에도 좋다)
• 앞 단계에서의 선택이 이후 단계에서의 동작에 의 한 해의 최적성에 영향을 주지 않음

문제 설명

점심시간에 도둑이 들어, 일부 학생이 체육복을 도난당했습니다. 다행히 여벌 체육복이 있는 학생이 이들에게 체육복을 빌려주려 합니다. 학생들의 번호는 체격 순으로 매겨져 있어, 바로 앞번호의 학생이나 바로 뒷번호의 학생에게만 체육복을 빌려줄 수 있습니다. 예를 들어, 4번 학생은 3번 학생이나 5번 학생에게만 체육복을 빌려줄 수 있습니다. 체육복이 없으면 수업을 들을 수 없기 때문에 체육복을 적절히 빌려 최대한 많은 학생이 체육수업을 들어야 합니다.
전체 학생의 수 n, 체육복을 도난당한 학생들의 번호가 담긴 배열 lost, 여벌의 체육복을 가져온 학생들의 번호가 담긴 배열 reserve가 매개변수로 주어질 때, 체육수업을 들을 수 있는 학생의 최댓값을 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

제한사항

전체 학생의 수는 2명 이상 30명 이하입니다.
체육복을 도난당한 학생의 수는 1명 이상 n명 이하이고 중복되는 번호는 없습니다.
여벌의 체육복을 가져온 학생의 수는 1명 이상 n명 이하이고 중복되는 번호는 없습니다.
여벌 체육복이 있는 학생만 다른 학생에게 체육복을 빌려줄 수 있습니다.
여벌 체육복을 가져온 학생이 체육복을 도난당했을 수 있습니다. 이때 이 학생은 체육복을 하나만 도난당했다고 가정하며, 남은 체육복이 하나이기에 다른 학생에게는 체육복을 빌려줄 수 없습니다.

탐욕법 적용 가능성 확인

• 이런 경우는 생길 수 없을까?
  reserve : [2, 4, 6]
  lost : [1, 3, 5]
  여분 체육복이 있는 학생들이 자기 번호 +1 을 한 번호에게 주게 되면 2->3, 4->5 주게되고 6은 체육복이 있음에도 1번와 인접한 번호가 아니라서 빌려줄 수 없다.
  👉 빌려줄 학생들을 “정해진 순서”(앞에서부터 줄 수 있는만큼 준다)로 살펴야 하고 이 “정해진 순서”에 따라 우선하여 빌려줄 방향을 정해야 함

문제해결방법 1

• 학생수는 기껏해야 30명으로 적은 숫자다.
  - 따라서 학생 수만큼 배열 길이를 확보하고 여기에 각자 가지고 있는 체육복의 수를 기록한다.
• 번호 순서대로 스캔하면서 빌려줄 관계를 정한다
• 배열 앞, 뒤로 더미 원소를 넣어야 학생번호를 key로 사용할 수 있어 편하다

문제해결방법 2

여벌 체육복을 가져온 학생이 적다면?

• reserve를 정렬 - O(klogk) k가 작다면 n이 클 경우보다 효율이 좋음
• reserve를 순환하면서 빌려줄 수 있는 다른 학생을 찾아서 처리 -> 해시를 적용해서 상수 시간에 처리

코드구현

def solution1(n, lost, reserve):
    # 배열을 이용한 풀이
    s = [1] * (n + 2)

    for l in lost:
        s[l] -= 1
    for r in reserve:
        s[r] += 1
    for i in range(1, n + 1):
        # 여벌이 있다면
        if s[i] > 1 and s[i - 1] == 0:
            s[i - 1:i + 1] = [1, 1]
        elif s[i] > 1 and s[i + 1] == 0:
            s[i:i + 2] = [1, 1]
    return len([x for x in s[1:-1] if x > 0])

def solution2(n, lost, reserve):
    # hash를 이용한 풀이 - set
    # 여벌을 가지고 있는데 잃어버린 학생
    s = set(lost) & set(reserve)
    l = set(lost) - s
    r = set(reserve) - s

    for i in sorted(r):
        if i - 1 in l:
            l.remove(i - 1)
        elif i + 1 in l:
            l.remove(i + 1)

    return n - len(l)

2.2 탐욕법 (Greedy) - 큰 수 만들기

• 앞 자리에 큰 수가 오는 것이 전체를 크게 만든다.
• 큰 수가 앞자리에, 작은 수가 뒷자리에 놓이도록
• 뺄 수 있는 갯수가 k개로 정해져있음
• 주어진 숫자로부터 하나씩 꺼내어 모으되 이 때, 이미 모아둔 것 중 지금 등장한 것보다 작은 것들은 빼낸다.
  • 이것은 어디서 어떻게 살펴보아야하는가?
    -> 하나씩 꺼내어 모은 것을 담은 리스트의 마지막으로 들어간 원소
• 이렇게 모은 숫자들을 자릿수 맞추어 반환한다.
  • 아직 뺄 갯수를 채우지 못한 경우
    자릿수는 어떻게 계산하는가?
    -> 이 때에는 이미 앞의 숫자가 큰 상태이기 때문에 뒤에서 못 채운 k만큼 잘라낸다.

문제 설명

어떤 숫자에서 k개의 수를 제거했을 때 얻을 수 있는 가장 큰 숫자를 구하려 합니다.
예를 들어, 숫자 1924에서 수 두 개를 제거하면 [19, 12, 14, 92, 94, 24] 를 만들 수 있습니다. 이 중 가장 큰 숫자는 94 입니다.
문자열 형식으로 숫자 number와 제거할 수의 개수 k가 solution 함수의 매개변수로 주어집니다. number에서 k 개의 수를 제거했을 때 만들 수 있는 수 중 가장 큰 숫자를 문자열 형태로 return 하도록 solution 함수를 완성하세요.

제한 조건

• number는 2자리 이상, 1,000,000자리 이하인 숫자입니다.
• k는 1 이상 number의 자릿수 미만인 자연수입니다.

입출력 예

number k return
"1924" 2 "94"
"1231234" 3 "3234"
"4177252841" 4 "775841"

코드구현

def solution(number, k):
    c = []
    for i, n in enumerate(number):
        while len(c) > 0 and c[-1] < n and k > 0:
            c.pop()
            k -= 1
        if k == 0:
            c += number[i:]
            break
        c.append(n)    
    return ''.join(c) if k == 0 else ''.join(c[:-k])

3. 정렬 (Sort) - 가장 큰 수

해결 방법

1. 빈 문자열로 수를 초기화한다.
2. 가장 크게 만들 수 있는 수를 고른다.
3. 그 수를 현재 수에 이어 붙인다.
4. 모든 수를 다 사용할 때까지 반복한다.

좀 더 나은 문제 해결 방법

1. 빈 문자열로 수를 초기화한다.
2. 수의 목록을 정렬한다. (크게 만드는 것 우선으로)
   numbers의 원소는 0 이상 1,000 이하이므로 최대 4자리수이다. 따라서 주어진 숫자를 반복한것의 앞 4자리가 그 수의 최댓값이다.
   예)
   - 3의 경우 반복하면 33333.... 앞 4자리: 3333
   - 34의 경우 반복하면 343434... 앞 4자리: 3434
   
3. 목록에서 하나씩 꺼내어 수에 이어붙인다.
4. 모든 수를 다 사용할 때까지 반복한다.

문제 설명

0 또는 양의 정수가 주어졌을 때, 정수를 이어 붙여 만들 수 있는 가장 큰 수를 알아내 주세요.
예를 들어, 주어진 정수가 [6, 10, 2]라면 [6102, 6210, 1062, 1026, 2610, 2106]를 만들 수 있고, 이중 가장 큰 수는 6210입니다.
0 또는 양의 정수가 담긴 배열 numbers가 매개변수로 주어질 때, 순서를 재배치하여 만들 수 있는 가장 큰 수를 문자열로 바꾸어 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

제한 사항

• numbers의 길이는 1 이상 100,000 이하입니다.
• numbers의 원소는 0 이상 1,000 이하입니다.
• 정답이 너무 클 수 있으니 문자열로 바꾸어 return 합니다.

입출력 예

numbers return
[6, 10, 2] "6210"
[3, 30, 34, 5, 9] "9534330"

코드구현

def solution(numbers):
    numbers = [str(n) for n in numbers]
    numbers.sort(key=lambda x: (x * 4)[:5], reverse=True)
    if numbers[0] == '0':
        answer = '0'
    else:
        answer = ''.join(numbers)
    return answer

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📝 주요메모사항

• dict.get(x, 0) - dict에 x키가 없으면 0으로 설정
• list[::-1] - 역순으로 된 리스트 반환

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😵 공부하면서 어려웠던 내용

• 정렬 알고리즘을 사용한 가장 큰 수 문제에서 각 수의 최댓값으로 정렬해야하므로 최댓값을 조건에 따라 알아내야했는데 이 최댓값을 얻어내기위한 사고의 흐름(?)을 알아내기가 어려웠다.
• 머리로는 알겠는데 코드로 구현하려니 어떤 절차를 어느 위치에 코드로 써야할 지 고민하는 데 시간이 많이 걸린다.