[Swift] 프로그래머스 - 괄호 변환

문제 :
카카오에 신입 개발자로 입사한 "콘"은 선배 개발자로부터 개발역량 강화를 위해 다른 개발자가 작성한 소스 코드를 분석하여 문제점을 발견하고 수정하라는 업무 과제를 받았습니다. 소스를 컴파일하여 로그를 보니 대부분 소스 코드 내 작성된 괄호가 개수는 맞지만 짝이 맞지 않은 형태로 작성되어 오류가 나는 것을 알게 되었습니다.
수정해야 할 소스 파일이 너무 많아서 고민하던 "콘"은 소스 코드에 작성된 모든 괄호를 뽑아서 올바른 순서대로 배치된 괄호 문자열을 알려주는 프로그램을 다음과 같이 개발하려고 합니다.

<용어의 정의>
'(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열이 있을 경우, '(' 의 개수와 ')' 의 개수가 같다면 이를 균형잡힌 괄호 문자열이라고 부릅니다.
그리고 여기에 '('와 ')'의 괄호의 짝도 모두 맞을 경우에는 이를 올바른 괄호 문자열이라고 부릅니다.
예를 들어, "(()))("와 같은 문자열은 "균형잡힌 괄호 문자열" 이지만 "올바른 괄호 문자열"은 아닙니다.
반면에 "(())()"와 같은 문자열은 "균형잡힌 괄호 문자열" 이면서 동시에 "올바른 괄호 문자열" 입니다.
'(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열 w가 "균형잡힌 괄호 문자열" 이라면 다음과 같은 과정을 통해 "올바른 괄호 문자열"로 변환할 수 있습니다.

1. 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다.
2. 문자열 w를 두 "균형잡힌 괄호 문자열" u, v로 분리합니다. 단, u는 "균형잡힌 괄호 문자열"로 더 이상 분리할 수 없어야 하며, v는 빈 문자열이 될 수 있습니다.
3. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다.
   3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다.
4. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니라면 아래 과정을 수행합니다.
   4-1. 빈 문자열에 첫 번째 문자로 '('를 붙입니다.
   4-2. 문자열 v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행한 결과 문자열을 이어 붙입니다.
   4-3. ')'를 다시 붙입니다.
   4-4. u의 첫 번째와 마지막 문자를 제거하고, 나머지 문자열의 괄호 방향을 뒤집어서 뒤에 붙입니다.
   4-5. 생성된 문자열을 반환합니다.
   "균형잡힌 괄호 문자열" p가 매개변수로 주어질 때, 주어진 알고리즘을 수행해 "올바른 괄호 문자열"로 변환한 결과를 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

<매개변수 설명>
p는 '(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열이며 길이는 2 이상 1,000 이하인 짝수입니다.
문자열 p를 이루는 '(' 와 ')' 의 개수는 항상 같습니다.
만약 p가 이미 "올바른 괄호 문자열"이라면 그대로 return 하면 됩니다.

처음 문제를 읽으면서 드는 생각이, 도대체 이게 무슨 말인지 뭘 구하라는 건지 이해가 도통 되지 않아서 당황했었던것 같다. 잠시 고민한 결과, 그냥 문제에서 제공한 절차대로 데이터를 가공하는 함수를 만들어야겠다는 생각이 들었다.

<풀이 전략>
문제에 있는 절차 그대로를 구현하는 함수를 작성하자.

일단 핵심적으로 구현해야 할 함수는 두가지로 정했다. 하나는 입력이 올바른 문자열인지를 판단하는 함수이고, 다른 하나는 문제의 절차를 그대로 따라서 균형잡힌 괄호 문자열을 받아 올바른 문자열을 출력하는 함수이다. 먼저 입력이 올바른 문자열인지를 판단하는 함수는 다음과 같다.

func arePairsMatched(_ p : String) -> Bool {
    if p.isEmpty { return true } 
    var p = p
    var stack : [String] = []
    while p.isEmpty == false {
        let x = String(p.removeFirst())
        if stack.isEmpty { stack.append(x) }
        else if stack.last! == "(" && x == ")"
            { stack.removeLast() }
        else { stack.append(x) }
    }
    return stack.isEmpty
}

입력으로 문자열을 받아서 문자열이 올바른 괄호 문자열이면 true, 아니면 false를 반환한다. 동작원리는, 먼저 스택을 위한 배열을 하나 만들고, 입력으로 들어온 p에서 첫번째 요소를 하나씩 빼서 스택에 넣는다. 이 때 만약 스택에서 "("와 ")"이 한 쌍씩 맞춰지면 스택에서 그것들을 뺀다. 만약 앞선 작업을 모두 수행하였을 때, 스택이 비었다면 올바른 문장이다.(한 쌍씩 모두 맞춰져서 스택에서 빠져나갔으므로)

이제 문제의 절차를 그대로 따르는 함수를 작성해줄것인데, 코드는 다음과 같다.

func transform(_ p : String) -> String {

        if p.isEmpty { return ""}   // 1번
        else if arePairsMatched(p) { return p }
        
        var v = p
        var u = String(v.removeFirst())
        
        while u.filter{$0 == "("}.count != u.filter{$0 == ")"}.count{ // 2번
            let x = v.removeFirst()
            u.append(x)
        }
        if arePairsMatched(u) { // 3번
            return u + transform(v)
        } else {   // 4번
            var tmp = "(" + transform(v) + ")"
            u.removeFirst()
            u.removeLast()
            u = u.map{
                if $0 == "(" { return ")" }
                else { return "(" }
            }.reduce(""){$0 + $1}
            return tmp + u
        }
    }

다른 과정들은 딱히 헷갈리거나 어려운 과정은 없고 그대로 로직을 구현해 주면 된다. 2번에서 p를 두 균형잡힌 문자열 u와 v로 분리하는데, 조건에서는 u는 더이상 분리할 수 없는 균형잡힌 괄호 문자열이다. 그 말은 즉슨, 입력 p의 앞부분을 따서 만들 수 있는 최소 개수를 가진 균형잡힌 괄호 문자열이라는 말이다. 그래서 u가 균형잡힌 괄호 문자열이 될 때 까지(u의 "("개수와 ")"개수가 다르면) p의 첫번 째 요소를 계속 제거하면서 u에 넣어주었다. 이 때 주의할 점은 초기에 u가 비어있을 때는 "("의 개수와 ")"의 개수가 동일하다고 판단해버리니 시작하기 전에 p의 첫번째 요소를 u에 넣고 시작해야 한다는 것이다.

<문제 총평 및 피드백>
이번 문제에서 요구하는 능력은 주어진 조건을 올바른 로직으로 잘 구현해 낼 수 있는지와 재귀함수를 잘 이해하고 있는지에 대한 내용인 것 같다.
프로그래머에게 있어서 문제에 대한 올바른 로직을 프로그래밍 언어로 구현하는 것은 기본적인 능력이고, 내가 생각하는 더 중요하고 고민해보아야 하는 부분은 같은 로직이라도 어떻게 더 가독성이 좋고 효율적인 코드로 만들것인가에 대한 내용이다.