[ 𝗽𝗿𝗼𝗴𝗿𝗮𝗺𝗺𝗲𝗿𝘀 ] 체육복 - 그리디(Greedy) | JavaScript

🎯 문제 설명

🧩 프로그래머스 Lv.1 - 체육복

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
3	[3]	[1]	2

👩🏻‍💻 문제 풀이

lost 와 reserve 에 둘 다 있는 경우, 즉 여벌 체육복을 가져온 학생이 도난을 당하는 경우에는 본인이 입어야 하므로 체육복을 빌려줄 수 없습니다. 이 경우에는 각 배열에서 해당 학생을 제외해주어야 합니다.

const both = lost.filter(student => reserve.includes(student));
const realLost = lost.filter(student => !both.includes(student));
const realReserve = reserve.filter(student => !both.includes(student));

그리고 번호 순서대로 앞 사람에게 빌려줍니다. 뒤에 있는 학생은 다른 사람에게 빌릴 수 있는 가능성이 높기 때문입니다. 이게 탐욕적 선택입니다. 도와줄 수 있는 사람은 최대한 도와주되, 가장 가까운 앞 사람부터 도와주는 전략입니다.

let count = realLost.length;
for(let i = 0; i < realLost.length; i++){
	let idx = realReserve.indexOf(realLost[i] - 1);
	if(idx > -1){
		realReserve.splice(idx, 1)
		count --;
	} else {
		idx = realReserve.indexOf(realLost[i] + 1);
		if(idx > -1){
			realReserve.splice(idx, 1)
			count--;
		} else {
			continue;
		}
	}
}
    
return n - count;

의사 코드 대로 작성한 코드입니다. 통과는 하지만 매번 인덱스를 찾고 splice()를 하는 로직이 굉장히 비효율적으로 보입니다. 인덱스 찾기(O(n)) x splice로 재배치(O(n))를 하므로 최악의 경우 O(n²)이 걸립니다.

이럴 땐 해시테이블을 사용하여 성능을 최적화할 수 있습니다. 해시테이블은 탐색과 삭제가 O(1)로 간단하기 때문입니다.

우선 realReserve를 Set으로 만들어 줍니다.

const realReserve = new Set(reserve.filter(student => !both.includes(student)));

이를 이용해서 탐색하고 삭제해 줍니다.

for(let student of realLost) {
	if(realReserve.has(student - 1){
		realReserve.delete(student - 1);
		count--;
	} else if (realReserve.has(student + 1){
		realReserve.delete(student + 1);
		count--;
	}
}

최종 코드

function solution(n, lost, reserve) {
    const both = lost.filter(student => reserve.includes(student));
    const realLost = lost.filter(student => !both.includes(student)).sort((a, b) => a - b);
    const realReserve = new Set(reserve.filter(student => !both.includes(student)));
    
    let count = realLost.length;
    for(let student of realLost) {
	    if(realReserve.has(student - 1)) {
		    realReserve.delete(student - 1);
		    count--;
	    } else if (realReserve.has(student + 1)){
		    realReserve.delete(student + 1);
		    count--;
	    }
    }
    
    return n - count;
}

⊕ 덧, 최적 설계 코드

Map을 사용하는 것이 시간복잡도, 공간복잡도, 가독성, 확장성까지 고려한 최적의 설계입니다.

학생 번호를 기준으로 배열을 만들고, 각 인덱스를 -1(잃어버림), 1(여벌 있음), 0(무관한상태)로 관리하여 하나의 배열 상태로 모든 로직을 관리할 수 있습니다

function solution(n, lost, reserve) {
		// 학생들 번호가 곧 인덱스가 되도록 배열을 만들어 줍니다.
		// 이 때, 1번 부터 사용하기 위해 0번을 추가하도록 +1,
		// 추후 반복문에서 뒷 번호 학생을 검색할 때 undefined가 나오지 않도록 +1 하여 n + 2만큼 만듭니다.
    const student = new Array(n + 2).fill(0);

    // 여벌 체육복을 가진 학생들을 표시해 줍니다.
    for (let r of reserve) {
        student[r]++; // 1
    }

    // 도난 당한 학생들을 표시해 줍니다.
    for (let l of lost) {
        student[l]--; // -1
    }

    for (let i = 1; i <= n; i++) {
        if (student[i] === -1) {
	        // 도난 당한 학생이라면
            if (student[i - 1] === 1) {
	            // 앞번호 학생이 여벌이 있다면 빌려주고 -1
	            // 빌린 학생은 +1해서 무관한 상태로 바꿔줍니다.
                student[i]++;
                student[i - 1]--;
            } else if (student[i + 1] === 1) {
	            // 만약 앞번호 학생이 여벌이 없고, 뒷 번호 학생이 여벌이 있다면 
	            // 똑같이 빌려주고 -1, +1 해준다.
                student[i]++;
                student[i + 1]--;
            }
        }
    }

    // 최종적으로 값이 0인 학생들만 세어준다.
    return student.slice(1, n + 1).filter(x => x >= 0).length;
}

비교해보면 테스트 1을 기준으로 20ms 에서 0.08ms로 크게 줄어들었음을 확인할 수 있습니다.