[Swift] 프로그래머스 - 수식 최대화

문제 :
IT 벤처 회사를 운영하고 있는 라이언은 매년 사내 해커톤 대회를 개최하여 우승자에게 상금을 지급하고 있습니다.
이번 대회에서는 우승자에게 지급되는 상금을 이전 대회와는 다르게 다음과 같은 방식으로 결정하려고 합니다.
해커톤 대회에 참가하는 모든 참가자들에게는 숫자들과 3가지의 연산문자(+, -, ) 만으로 이루어진 연산 수식이 전달되며, 참가자의 미션은 전달받은 수식에 포함된 연산자의 우선순위를 자유롭게 재정의하여 만들 수 있는 가장 큰 숫자를 제출하는 것입니다.
단, 연산자의 우선순위를 새로 정의할 때, 같은 순위의 연산자는 없어야 합니다. 즉, + > - > 또는 - > > + 등과 같이 연산자 우선순위를 정의할 수 있으나 +, > - 또는 * > +,-처럼 2개 이상의 연산자가 동일한 순위를 가지도록 연산자 우선순위를 정의할 수는 없습니다. 수식에 포함된 연산자가 2개라면 정의할 수 있는 연산자 우선순위 조합은 2! = 2가지이며, 연산자가 3개라면 3! = 6가지 조합이 가능합니다.
만약 계산된 결과가 음수라면 해당 숫자의 절댓값으로 변환하여 제출하며 제출한 숫자가 가장 큰 참가자를 우승자로 선정하며, 우승자가 제출한 숫자를 우승상금으로 지급하게 됩니다.

예를 들어, 참가자 중 네오가 아래와 같은 수식을 전달받았다고 가정합니다.

"100-200*300-500+20"

일반적으로 수학 및 전산학에서 약속된 연산자 우선순위에 따르면 더하기와 빼기는 서로 동등하며 곱하기는 더하기, 빼기에 비해 우선순위가 높아 > +,- 로 우선순위가 정의되어 있습니다.
대회 규칙에 따라 + > - > 또는 - > > + 등과 같이 연산자 우선순위를 정의할 수 있으나 +, > - 또는 > +,- 처럼 2개 이상의 연산자가 동일한 순위를 가지도록 연산자 우선순위를 정의할 수는 없습니다.
수식에 연산자가 3개 주어졌으므로 가능한 연산자 우선순위 조합은 3! = 6가지이며, 그 중 + > - > 로 연산자 우선순위를 정한다면 결괏값은 22,000원이 됩니다.
반면에 * > + > - 로 연산자 우선순위를 정한다면 수식의 결괏값은 -60,420 이지만, 규칙에 따라 우승 시 상금은 절댓값인 60,420원이 됩니다.

참가자에게 주어진 연산 수식이 담긴 문자열 expression이 매개변수로 주어질 때, 우승 시 받을 수 있는 가장 큰 상금 금액을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

[제한사항]
expression은 길이가 3 이상 100 이하인 문자열입니다.
expression은 공백문자, 괄호문자 없이 오로지 숫자와 3가지의 연산자(+, -, ) 만으로 이루어진 올바른 중위표기법(연산의 두 대상 사이에 연산기호를 사용하는 방식)으로 표현된 연산식입니다. 잘못된 연산식은 입력으로 주어지지 않습니다.
즉, "402+-561"처럼 잘못된 수식은 올바른 중위표기법이 아니므로 주어지지 않습니다.
expression의 피연산자(operand)는 0 이상 999 이하의 숫자입니다.
즉, "100-2145*458+12"처럼 999를 초과하는 피연산자가 포함된 수식은 입력으로 주어지지 않습니다.
"-56+100"처럼 피연산자가 음수인 수식도 입력으로 주어지지 않습니다.
expression은 적어도 1개 이상의 연산자를 포함하고 있습니다.
연산자 우선순위를 어떻게 적용하더라도, expression의 중간 계산값과 최종 결괏값은 절댓값이 263 - 1 이하가 되도록 입력이 주어집니다.
같은 연산자끼리는 앞에 있는 것의 우선순위가 더 높습니다.

문제를 보면서 수식을 계산하는 거라 자료구조 시간에 배운 후위 표현식을 이용해 문자열로 된 식을 계산했던 것이 생각났다. 여기서도 그렇게 할 수는 있지만, 굳이 그렇게 해야할 필요가 있는가에 대해서 잠시 고민해본 후, 그렇게 할 필요가 없다고 느꼈다. 우선순위에 대한 경우의 수가 6가지니깐, 각 경우의 수에 대해서 식을 계산하기만 하면 된다.

<풀이 전략>
1. 일단 입력으로 들어온 값을, 숫자와 수식으로 분리시켜 배열에다가 담는다.
2. 6가지의 우선순위를 적용해 각 식을 계산한다. 식을 계산하는 방법은, 식에 있는 우선순위가 높은 연산자부터 찾아서 왼쪽항과 오른쪽항을 그 연산자를 이용해 계산한다.

<구현>
1. 입력으로 들어온 값을 숫자와 수식으로 분리해서 [String] 형태로 반환하는 함수 작성
예)
입력 : "234+4*5"
출력 : ["234", "+", "4", "5"]

func separate(_ expression : String) -> [String] {
    var tmp = ""
    var result : [String] = []
    for ch in expression {
        let ch = String(ch)
        if ch == "+" || ch == "-" || ch == "*" {
            result.append(tmp)
            tmp = ""
            result.append(ch)
        } else {
            tmp += ch
        }
    }
    result.append(tmp)
    
    return result
}

2. 1번에서 분리한 [String] 형태의 표현식과 ["+", "-", "*"]과 같이 연산자 우선순위가 나열된 [String]을 받아서 계산된 결과를 반환하는 함수 작성(유의사항 : 절대값을 반환해야함)

func calc(_ expression : [String], priority : [String]) -> Int64 {
    var expression = expression
    
    for op in priority {
        while ( expression.contains(op) ) {  // operator가 포함되어 있으면 그 오퍼레이트 실행
            let idx = expression.firstIndex(of: op)!
            let operand = expression.remove(at: idx+1)
            switch op {
            case "+":
                expression[idx-1] = String(Int(expression[idx-1])! + Int(operand)!)
            case "-":
                expression[idx-1] = String(Int(expression[idx-1])! - Int(operand)!)
            default:
                expression[idx-1] = String(Int(expression[idx-1])! * Int(operand)!)
            }
            expression.remove(at: idx)
        }
    }
    return abs(Int64(expression.first!)!)
}

연산자에 대해서, 그 연산자가 표현식에 포함되어 있다면, 그 연산자의 위치를 구한다. 연산자는 그 인덱스의 이전 원소와 이후 원소를 연산시키면 된다. 이전 원소에 계산한 값을 덮어쓰고, 연산항과 연상항의 오른쪽 요소는 제거해야 한다.