문제 설명

압축

신입사원 어피치는 카카오톡으로 전송되는 메시지를 압축하여 전송 효율을 높이는 업무를 맡게 되었다. 메시지를 압축하더라도 전달되는 정보가 바뀌어서는 안 되므로, 압축 전의 정보를 완벽하게 복원 가능한 무손실 압축 알고리즘을 구현하기로 했다.

어피치는 여러 압축 알고리즘 중에서 성능이 좋고 구현이 간단한 LZW(Lempel–Ziv–Welch) 압축을 구현하기로 했다. LZW 압축은 1983년 발표된 알고리즘으로, 이미지 파일 포맷인 GIF 등 다양한 응용에서 사용되었다.

LZW 압축은 다음 과정을 거친다.

1. 길이가 1인 모든 단어를 포함하도록 사전을 초기화한다.
2. 사전에서 현재 입력과 일치하는 가장 긴 문자열 w를 찾는다.
3. w에 해당하는 사전의 색인 번호를 출력하고, 입력에서 w를 제거한다.
4. 입력에서 처리되지 않은 다음 글자가 남아있다면(c), w+c에 해당하는 단어를 사전에 등록한다.
5. 단계 2로 돌아간다.

압축 알고리즘이 영문 대문자만 처리한다고 할 때, 사전은 다음과 같이 초기화된다. 사전의 색인 번호는 정수값으로 주어지며, 1부터 시작한다고 하자.

색인 번호	1	2	3	...	24	25	26
단어	A	B	C	...	X	Y	Z

예를 들어 입력으로 KAKAO가 들어온다고 하자.

1. 현재 사전에는 KAKAO의 첫 글자 K는 등록되어 있으나, 두 번째 글자까지인 KA는 없으므로, 첫 글자 K에 해당하는 색인 번호 11을 출력하고, 다음 글자인 A를 포함한 KA를 사전에 27 번째로 등록한다.
2. 두 번째 글자 A는 사전에 있으나, 세 번째 글자까지인 AK는 사전에 없으므로, A의 색인 번호 1을 출력하고, AK를 사전에 28 번째로 등록한다.
3. 세 번째 글자에서 시작하는 KA가 사전에 있으므로, KA에 해당하는 색인 번호 27을 출력하고, 다음 글자 O를 포함한 KAO를 29 번째로 등록한다.
4. 마지막으로 처리되지 않은 글자 O에 해당하는 색인 번호 15를 출력한다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
K	A	11	27: KA
A	K	1	28: AK
KA	O	27	29: KAO
O		15

이 과정을 거쳐 다섯 글자의 문장 KAKAO가 4개의 색인 번호 [11, 1, 27, 15]로 압축된다.

입력으로 TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT가 들어오면 다음과 같이 압축이 진행된다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
T	O	20	27: TO
O	B	15	28: OB
B	E	2	29: BE
E	O	5	30: EO
O	R	15	31: OR
R	N	18	32: RN
N	O	14	33: NO
O	T	15	34: OT
T	T	20	35: TT
TO	B	27	36: TOB
BE	O	29	37: BEO
OR	T	31	38: ORT
TOB	E	36	39: TOBE
EO	R	30	40: EOR
RN	O	32	41: RNO
OT		34

입력 형식

입력으로 영문 대문자로만 이뤄진 문자열 msg가 주어진다. msg의 길이는 1 글자 이상, 1000 글자 이하이다.

출력 형식

주어진 문자열을 압축한 후의 사전 색인 번호를 배열로 출력하라.

입출력 예제

msg	answer
KAKAO	[11, 1, 27, 15]
TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT	[20, 15, 2, 5, 15, 18, 14, 15, 20, 27, 29, 31, 36, 30, 32, 34]
ABABABABABABABAB	[1, 2, 27, 29, 28, 31, 30]

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나의 풀이

구현의 막바지에서 막혀버려 다른 사람의 풀이를 조금 참고할 수 밖에 없었다ㅜㅜ.

그 중에서도 정확히 내가 구현하려는 방식과 똑같이 구현한 사람이 있어서 해당 코드를 보면서 설명을 하도록 하겠다!

import java.util.*;

class Solution {

    public List<Integer> solution(String msg) {
        List<Integer> answer = new ArrayList<>();

        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        int init = 65;

        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            map.put(String.valueOf((char) init), i + 1);
            init++;
        }

        lzw(map, answer, msg);

        return answer;
    }

    public void lzw(Map<String, Integer> map, List<Integer> list, String msg) {

        for (int i = 0; i < msg.length(); i++) {
            String cur = msg.substring(0, i + 1);

            if (!map.containsKey(cur)) {
                map.put(cur, map.size() + 1);
                list.add(map.get(msg.substring(0, i)));
                lzw(map, list, msg.substring(i));
                break; // 한 번만 확인하면 끝이기 때문
            } else if (i + 1 == msg.length()) {
                list.add(map.get(cur));
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution sol = new Solution();

        sol.solution("KAKAO");
    }
}

우선 나는 알파벳을 아스키 코드를 활용하여 Map에 담아주었다. 이제 lzw 메서드를 통해 재귀를 타게 되는데, 내가 막혔던 부분이 바로 이 부분이었다. KA가 현재 입력값이고 O가 다음 입력값일 때 일반적인 반복문을 통해 KAO를 만들기 위해서는 현재 인덱스 + 2를 만들어야 한다는 것인데, 이는 KAKAO일 경우에 + 2인 것이지 다른 문자열이 온다면 + 3, + 5 등의 범위를 포인터로 잡아내야 한다는 것이다.

즉, 일반적인 반복문을 사용한 접근이 아니라 다른 방법이 필요하다는 것인데 이것을 재귀로 풀어낼 수가 있었다.

위 lzw메서드는 다음과 같은 순서로 작동한다.

1. 현재문자열 cur을 만들고 map에 cur이 있는지 없는지를 판별한다.
   1. 있다면 다음 반복문으로 넘어가며 새로운 cur을 만든다.
      1. 재귀를 타지 않았기 때문에 cur은 한 글자가 아닌 두 글자가 된다. substring(0, i+1)에서 반복자 i가 증가하는 것이기 때문
   2. 마지막 문자열이 아니라면 넘어가고 맞다면 마지막 문자열의 값(value)을정답에 담아준다.
2. 없다면 map에 cur과 map.size() + 1값을 넣어 사전(map)에 새로운 값을 추가해준다.
3. cur의 앞글자(여기서 앞글자란 cur 은 i + 1까지 잘렸으니 i까지 잘린 문자를 말함)는 기존 사전에 존재하기 때문에 정답 리스트에 값(value)을 담아준다.
4. 재귀를 통해 다시 lzw함수로 들어가는데, cur의 앞글자를 정답에 담아주었기 때문에 msg의 맨 앞글자를 잘라낸 문자열이 재귀에 들어간다.
5. 마지막 재귀가 완료되면 다시 첫 번째 재귀로 돌아와서 반복문을 만나게 되는데, 문자열에 대한 처리는 한 번씩만 하면 되는 것이기 때문에 또다시 반복문을 돌면서 재귀를 탈 필요가 없도록 break; 를 걸어준다. (그래서 로그를 찍어보면 break가 재귀를 탄 횟수만큼 찍히게 된다. 제일 dpeth가 깊은 (제일 마지막에 실행된) 재귀부터 break를 만난다.)