[Algorithm] Programmers : [3차] 압축 by Python

엄희관·2020년 12월 13일
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📌문제 설명

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.


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.

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

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


💡 문제 풀이

LZW 알고리즘을 구현하는 문제

비록 알고리즘을 몰랐더라도 알고리즘에 대한 개념과 구현단계에 대한 설명 그리고 입출력 예제 풀이까지 있었기 때문에 순서에 따라 구현하면 된다.

words : 새롭게 사전에 등록할 단어(W+C)를 담는 리스트
idx : msg의 인덱스로 사용할 변수

알파벳 A ~ Z의 경우 문자열, 리스트, 딕셔너리 등으로 미리 작성해도 되지만 ord(문자의 아스키 코드 값을 돌려주는 함수)를 이용하였다.
※ 'A' = 65 ~ 'Z' = 90

step 1)
idx를 1씩 증가시키면서 msg에 접근한다.
이 때 현재 위치와 다음 위치의 글자(idx+1) 조합이 사전(words)에 등록이 되어있는지 확인한다.

step 2)
if msg[idx: idx+2]의 글자가 사전에 등록되어 있다면

어느 위치까지 사전에 포함되어있는지 for 반복문을 이용하여 확인한다.

만약 사전에 등록되있지 않은 위치까지 찾았다면 해당 문자열을 words에 추가
이후, 이미 등록되어서 지나쳤던 길이(i-idx)를 건너뛴다.

반복문을 마칠 때 까지 찾지못했다는 것은 msg탐색을 완료했다는 뜻!
따라서, idx부터 마지막 문자까지의 색인번호를 answer에 추가한다.

else 등록되어 있지 않다면
즉, 이 경우는 알파벳 문자 하나가 answer에 추가 되므로
해당 알파벳의 아스키 코드 값을 answer에 추가하고
다음 글자까지의 조합(msg[idx:idx+2])을 words에 추가한다.

def solution(msg):
    answer = []
    words = []
    idx = 0
    while idx < len(msg):
        if msg[idx:idx+2] in words: # 만약 다음 문자가 answer에 있다면 check으로 확인
            for i in range(idx+2, len(msg)):
                if msg[idx:i+1] not in words:
                    words.append(msg[idx:i + 1])
                    answer.append(words.index(msg[idx:i]) + 27)
                    idx += (i-idx)
                    break
            else:
                answer.append(words.index(msg[idx:len(msg)]) + 27)
                break
        else: # 만약 다음 문자가 answer에 없다면
            answer.append(ord(msg[idx]) - 64)
            words.append(msg[idx:idx+2])
            idx += 1
    return answer

비록 알파벳 A ~ Z를 ord를 이용하여 해결했지만 `다른 사람의 풀이`에서 zip함수나 chr함수를 이용해서 간편하게 사전을 만든 코드가 있었다.
myDic = dict(zip("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", range(1,27)))

또는

tmp = {chr(e + 64): e for e in range(1, 27)}

처음에 ['A', 'B', 'C' ~ ... 'Z']로 만들어야되나 했었는데... 한 수 배웠다! 😥

TMI) 이 문제의 정답률은 95.80%로 가장 많은 지원자가 해결한 문제라고 한다.

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