TIL - algorithm - 탐욕법

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.

제한 사항

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.

입출력 예

n	lost	reserve	return
5	[2, 4]	[1, 3, 5]	5
5	[2, 4]	[3]	4
5	[3]	[1]	2

풀이

• 탐욕법이란?

  그리디 알고리즘은 탐욕 알고리즘 또는 욕심쟁이 알고리즘이라고도 불리는데요. 미래를 생각하지 않고 각 단계에서 가장 최선의 선택을 하는 기법입니다. 이렇게 각 단계에서 최선의 선택을 한 것이 전체적으로도 최선이길 바라는 알고리즘이죠.
  https://www.zerocho.com/category/Algorithm/post/584ba5c9580277001862f188

• 알고리즘의 종류 중 하나인 탐욕법에 대한 설명을 보고 나니, 이 문제가 어렵게 느껴졌던 이유를 알 것 같다. '미래를 생각하지 않고 각 단계에서 가장 최선의 선택을 하는 기법'을 고민해야 하므로, 최선의 선택이 이뤄질 수 있는 조건(방법)을 일일이 생각해야 하고, 그러한 조건에 맞게 데이터 처리되도록 프로그램을 짜야 했기 때문이다.

• 최대한 많은 체육복을 빌려줄 수 있도록 조건을 만들기 전에, 연산을 편리하게 하기 위해 우선 체육복을 빌려줄 수 없는 학생을 reserve 배열에서 제거하도록 하자. 체육복을 가져온 삭생이 체육복을 도난당한 경우가 이에 해당한다.

def solution(n, lost, reserve):

    duplicated_students = [x for x in reserve if x in lost] # list(set(reserve) & set(lost))로도 중복 값을 구할 수 있다.

    for student in duplicated_students:
        reserve.remove(student)
        lost.remove(student)

    return

• 이제 체육복을 최대로 빌려주려면, reserve 객체의 학생들이 lost에 있는 학생 중 어떤 학생에게 빌려줄 수 있는지를 하나씩 따져봐야 한다. for loop를 활용하도록 하자. 또한, 체육복을 최대로 빌려줄 수 있는 조건을 만들기 위해 reserve와 lost 객체를 오름차순으로 정렬해주자.(번호가 앞서는 학생(reserve)부터 번호가 앞서는 학생에게(lost) 빌려주지 않으면, 체육복을 더 빌려줄 수 있음에도 그렇지 못하는 불상사가 일어나기 때문이다...)

def solution(n, lost, reserve):

    duplicated_students = [x for x in reserve if x in lost] # list(set(reserve) & set(lost))로도 중복 값을 구할 수 있다.

    for student in duplicated_students:
        reserve.remove(student)
        lost.remove(student)
     
    reserve.sort()
    lost.sort()
        
    for r in reserve:
        if r-1 in lost:
            continue

        if r+1 in lost:
            continue
    return

• reserve의 학생들이 체육복을 빌려줄 수 있는 학생을 lost에서 찾았으면, 해당 요소를 lost에서 삭제하도록 하자. 더불어 빌려준 학생의 수를 계산해야 하므로, 빌려준 학생 수를 의미하는 reserved_student 객체를 생성하여 1씩 가산해준다. 주의할 점은 if r-1 in lost가 if r+1 in lost보다 먼저 처리되야 한다는 점이다. 이유는 앞에서도 말했듯이 체육복을 더 빌려줄 수 있음에도 그러지 못하는 경우를 배제하기 위함이다.

def solution(n, lost, reserve):
    duplicated_students = [x for x in reserve if x in lost]

    for student in duplicated_students:
        reserve.remove(student)
        lost.remove(student)

    reserve.sort()
    lost.sort()
    
    reserved_student = 0

    for r in reserve:
        if r-1 in lost:
            lost.remove(r-1)
            reserved_student += 1
            continue

        if r+1 in lost:
            lost.remove(r+1)
            reserved_student += 1
            continue
    
    return 

• 이제 최대로 빌려줄 수 있는 학생 수를 계산해주자.

def solution(n, lost, reserve):
    duplicated_students = [x for x in reserve if x in lost]

    for student in duplicated_students:
        reserve.remove(student)
        lost.remove(student)

    reserve.sort()
    lost.sort()

    class_in_student = n-len(lost)
    reserved_student = 0

    for r in reserve:
        if r-1 in lost:
            lost.remove(r-1)
            reserved_student += 1
            continue

        if r+1 in lost:
            lost.remove(r+1)
            reserved_student += 1
            continue

    max_student = class_in_student + reserved_student
    
    return max_student

review

• for loop로 순회하는 객체의 요소를 추가하거나 삭제하면, for loop가 순서대로 처리되지 않는다. 그러므로 for loop로 순회하는 객체에 대한 조작은 피하자.