[알고리즘] 구현

katsukichi·2021년 7월 12일
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알고리즘

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구현?

시뮬레이션과 완전탐색에 초점을 맞춘다.

  • 구현이란, 머릿속에 있는 알고리즘을 소스코드로 바꾸는 과정입니다.

어떤 알고리즘문제라더라도 -> 소스코드로 구현

= 모든문제가 구현문제 ?

하지만 일반적으로 구현문제라고 특정지어서 표현할때는

구현 유형의 문제란

  • 풀이를 떠올리는 것은 쉽지만 소스코드로 옮기기 어려운 문제를 지칭한다.

  • 구현 유형의 예시는 다음과 같다.

    • 알고리즘은 간단한데 코드가 지나칠 만큼 길어지는 문제
    • 실수 연산을 다루고, 특정 소수점 자리까지 출력해야 하는 문제
    • 문자열을 특정한 기준에 따라서 끊어 처리해야 하는 문제
    • 적절한 라이브러리를 찾아서 사용해야 하는 문제
    • 모든순열,모든조합 찾는 문제(라이브러리를 알아두면 금방푸는문제)

언어에따라서 구현 유형의 경우 난이도가 많이 다를수있다 (그래서 코테때는 Python인건가..역시)

  • 일반적으로 알고리즘 문제에서의 2차원 공간은 행렬(Matrix)의 의미로 사용됩니다.

2차원배열 = 2차원리스트

유클리드 좌표계랑 다르다. 조심

  • 시뮬레이션 및 완전 탐색 문제에서는 2차원 공간에서의 방향 벡터가 자주 활용된다.


// 동, 북, 서, 남
// 동쪽 -> 오른쪽
// 북쪽 -> 위로
// 서쪽 -> 왼쪽
// 남쪽 -> 아래쪽
let dx = [0, -1, 0, 1];
let dy = [1, 0, -1, 0];

//현재 위치
let x=2;
let y=2;

//다음 위치 변수
let nx,ny;

for(let i=0; i<4; i++){
  //다음 위치
  nx = x + dx[i]
  ny = y + dy[i]
  console.log(nx, ny)
}

방향벡터에 주목

대표적인 문제

상하좌우

  • 여행가 A는 N x N 크기의 정사각형 공간 위에 서 있습니다. 이 공간은 1 x 1 크기의 정사각형으로 나누어져 있습니다. 가장 왼쪽 위 좌표는 (1, 1)이며, 가장 오른쪽 아래 좌표는 (N, N)에 해당합니다. 여행가 A는 상,하,좌,우 방향으로 이동할 수 있으며, 시작 좌표는 항상 (1,1)입니다. 우리 앞에는 여행가 A가 이동할 계획이 적힌 계획서가 놓여 있습니다.

  • 계획서에는 하나의 줄에 띄어쓰기를 기준으로 하여 L, R, U, D 중 하나으 ㅣ문자가 반복적으로 적혀 있습니다. 각 문자의 으미는 다음과 같다.

    • L:왼쪽으로 한 칸 이동
    • R:오른쪽으로 한 칸 이동
    • U:위로 한 칸 이동
    • D:아래로 한 칸 이동
  • 이때 여행가 A가 N x N 크기의 정사각형 공간을 벗어나는 움직임은 무시됩니다. 예를 들어 (1, 1)의 위치에서 L 혹은 U를 만나면 무시됩니다. 다음은 N = 5인 지도와 계획서 입니다.

R R R U D D

정답 : 3 4

시간제한 2초
1 <= N <= 100
1 <= 이동횟수 <=100

해답

  • 이 문제는 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제입니다.
  • 일련의 명령에 따라서 개체를 차례대로 이동시킨다는 점에서 시뮬레이션(Simulation) 유형으로도 분류되며 구현이 중요한 대표적인 문제 유형입니다.
    • 다만, 알고리즘 교재나 문제 풀이 사이트에 따라서 다르게 일컬을 수 있으므로, 코딩 테스트에서의 시뮬레이션 유형, 구현 유형, 완전 탐색 유형은 서로 유사한 점이 많다는 정도로만 기억합시다.

function solution(n,move){
    let x=1;
    let y=1;
    let plans = move.split(" ")
    let dx = [0,0,-1,1];
    let dy = [-1,1,0,0];
    let move_types = ['L','R','U','D'];
   
    let nx,ny;
   
   
    for(let plan in plans){
      for(let i in move_types){
        if(plans[plan] === move_types[i]){
           nx = x + dx[i];
           ny = y + dy[i];
        }
      }
      
      if(nx < 1 || ny < 1 || nx > n || ny > n){
        continue; 
      }
      
      x = nx;
      y = ny;
    }
   
    return `${nx} ${ny}`
 }

시각

  • 정수 N이 입력되면 00시 00분 00초 부터 N시 59분 59초 까지의 모든 시각 중에서 3이 하나라도 포함되는 모든 경우의 수를 구하는 프로그램을 작성하세요. 예를 들어 1을 입력했을 때 다음은 3이 하나라도 포함되어 있으므로 세어야 하는 시각입니다.

    • 00시 00분 03초
    • 00시 13분 30초
  • 반면에 다음은 3이 하나도 포함되어 있지 않으므로 세면 안되는 시각 입니다.

    • 00시 02분 55초
    • 01시 27분 45초

시간제한 2초

정수 N (0<=N<=23)

해답

  • 이 문제는 가능한 모든 시각의 경우를 하나씩 모두 세서 풀 수 있는 문제입니다.
  • 하루는 86,400초 이므로, 00시 00분 00초부터 23시 59분 59초 까지의 모든 경우는 86,400가지 입니다.
    • 24 60 60 = 86,400
  • 따라서 단순히 시각을 1씩 증가시키면서 3이 하나라도 포함되어 있는지를 확인하면 됩니다.
  • 이러한 유형은 완전 탐색(Brute Forcing) 문제 유형이라고 불립니다.
    • 가능한 경우의 수를 모두 검사해보는 탐색 방법을 의미합니다.

function solution(h){
  let count = 0;
  
  for(let i=0; i<h+1; i++){
    for(let j=0; j<60; j++){
      for(let k=0; k<60; k++){
        if(`${i}${j}${k}`.includes('3')){
          count++; 
        }
      }
    }
  }
  return count;
}

왕실의 나이트

  • 행복 왕국의 왕실 정원은 체스판과 같은 8 X 8 좌표 평면입니다. 왕실 정원은 특정한 한 칸에 나이트가 서 있습니다. 나이트는 매우 충성스러운 신하로서 매일 무술을 연마합니다.
  • 나이트는 말을 타고 있기 때문에 이동을 할 때는 L자 형태로만 이동할 수 있으며 정원 밖으로는 나갈 수 없습니다.
  • 나이트는 특정 위치에서 다음과 같은 2가지 경우로 이동할 수 있습니다.
    1. 수평으로 두칸 이동한뒤에 수직으로 한칸 이동하기
    2. 수직으로 두칸 이동한뒤에 수평으로 한칸 이동하기

?? 이거 체스판 나이트 움직이는거..

  • 이처럼 8 X 8 좌표 평면 상에서 나이트의 위치가 주어졌을 때 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수를 출력하는 프로그램을 작성하세요. 왕실의 정원에서 행 위치를 표현할 때는 1부터 8로 표현하며, 열 위치를 표현할 때는 a부터 h로 표현합니다.
    • c2에 있을때 이동할 수 있는 경우의 수는 6가지 입니다.
    • a1에 있을때 이동할 수 있는 경우의 수는 2가지 입니다.

이 문제는 전형적인 시뮬레이션, 완전탐색 문제 유형이면서도, 2차원좌표를 이용하는 구현 문제 유형이기도 하다.

해답

  • 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제입니다.
  • 나이트의 8가지 경로를 하나씩 확인하며 각 위치로 이동이 가능한지 확인합니다.
    • 리스트를 이용하여 8가지 방향에 대한 방햑 벡터를 정의합니다.

function solution(input){
   let input_data = input.split("");
   let row = Number(input_data[0].charCodeAt())  - Number("a".charCodeAt()) + 1
   // 위부분 아스키코드로 a를 1로 바라보고 계산해줄수있는 코드
   let column = Number(input_data[1])
   
   let steps = [[-2, -1], [-1, -2], [1, -2], [2, -1], [2, 1], [1, 2], [-1, 2], [-2, 1]]
   let result = 0;
   let next_row;
   let next_column;
   for(let step in steps){
     next_row = row + steps[step][0];
     next_column = column + steps[step][1];
     if(next_row >= 1 && next_row <= 8 && next_column >= 1 && next_column <= 8){
       result ++;
     }
   }
   return result;
}

문자열 재정렬

  • 알파벳 대문자와 숫자(0 ~ 9)로만 구성된 문자열이 입력으로 주어집니다. 이때 모든 알파벳을 오름차순으로 정렬하여 이어서 출력한 뒤에, 그 뒤에 모든 숫자를 더한 값을 이어서 출력합니다.
  • 예를 들어 K1KA5CB7 이라는 값이 들어오면 ABCKK13을 출력합니다.

시간제한 1초

입력 1<= S <= 10,000

해답

  • 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제입니다.
  • 문자열이 입력되었을 때 문자를 하나씩 확인합니다.
    • 숫자인 경우 따로 합계를 계산합니다.
    • 알파벳은 경우 별도의 리스트에 저장합니다.
  • 결과적으로 리스트에 저장된 알파벳을 정렬해 출력하고, 합계를 뒤에 붙여 출력하면 정답입니다.

function solution(input){
    let sum = input.match(/[0-9]/gm).reduce((acc,cur)=>Number(acc)+Number(cur),0)
    let array = input.match(/[A-Z]/gm)
    array.sort()

    return array.join("")+sum;
  }

문자열을 다루는 알고리즘에서는 정규표현식을 어느정도 숙달해두면 편하게 풀리는경우가 많다.

그러므로 연습을 좀 해두는것이 좋다.

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