[알고리즘] 🌹 구현(Implementation): 시뮬레이션과 완전 탐색

시뮬레이션, 구현, 완전 탐색은 서로 유사한 점이 많다

시뮬레이션(Simulation)
일련의 명령에 따라서 개체를 차례대로 이동시키는 것

풀이를 떠올리는 것은 쉽지만 소스코드로 옮기기 어려운 문제

종류

• 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

특징

일반적으로 2차원 공간을 다루는 문제가 많이 나온다
2차원 공간을 다루기 위해 행렬(Matrix) 개념을 사용
이차원 공간에서의 방향 벡터가 자주 나옴

[문제] 상하좌우

여행가 A는 N x N 크기의 정사각형 공간에 위치.
이 공간은 1 x 1 크기의 정사각형으로 구성되어있음
가장 왼쪽 위 좌표는 (1, 1)
가장 오른쪽 아래 좌표는 (N, N)
여행가 A는 상, 하, 좌, 우 방향으로 이동 가능하면 시작 좌표는 (1, 1)
여행가 A가 이동할 계획서

• 한 줄에 띄어쓰기를 기준으로 L, R, U, D 중 하나의 문자가 반복적으로 적혀있음
• 각 방향으로 한 칸 이동 (L: 왼쪽, R: 오른쪽, U: 위, D: 아래)
• N x N 정사각형 공간을 벗어나는 움직임은 무시됨

답안 예시

n = int(input())
x, y = 1, 1
plans = input().split()

dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [-1, 1, 0, 0]
direction = ['L', 'R', 'U', 'D']

for plan in plans:
	for i in range(len(direction)):
		nx = x + dx[i]
		ny = y + dy[i]
	if nx < 1 or ny < 1 or nx > n or ny > n:
		continue
	x, y = nx, ny

print(x, y)

[문제] 시각

정수 N이 입력되면 00시 00분 00초부터 N시 59분 59초까지의 모든 시각 중에서 3이 하나라도 포함되는 모든 경우의 수를 구하는 프로그램

해결법

가능한 모든 경우를 하나씩 세서 푼다
완전 탐색 (Brute Forcing) 문제 유형

정당성 분석

하루는 86,400초라 모든 경우는 86,400가지로 컴퓨터가 쉽게 계산할 수 있다

답안 예시

N = int(input())

count = 0
for h in range(N + 1):
	for m in range(60):
		for s in range(60):
			if '3' in str(h) + str(m) + str(s):
				count += 1

print(count)

[문제] 왕실의 나이트

왕실 정원은 8 x 8 좌표 평면이고 한 칸에 나이트가 위치해있을 때 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수를 출력하는 프로그램 작성

• 나이트는 두 가지 경우로 이동 가능:

1. 수평으로 두 칸 이동 후 수직으로 한 칸 이동
2. 수직으로 두 칸 이동 후 수평으로 한 칸 이동

• 정원 위치는 행 1~8, 열 a~h로 표현

해결법

나이트의 이동가능한 경로로 이동이 가능한지 하나씩 확인

정당성 분석

나이트는 이동가능한 경로가 8가지다. 이 8가지 경로 중 정원을 넘어가지 않는 경로만 확인하면 된다
리스트를 이용해 8가지 방향에 대한 방향 벡터 정의

답안 예시

• ord() - 문자를 아스키숫자로 바꿔주는 함수

inputdata = input()
inputrow = int(inputdata[1])
inputcol = ord(inputdata[0]) - ord('a') + 1

directions = [(2, 1), (2, -1), (-2, 1), (-2, -1), (1, 2), (1, -2), (-1, 2), (-1, -2)]

count = 0
for dir in directions:
	newrow = inputrow + dir[1]
	newcol = inputcol + dir[0]
	if 1 <= newrow <= 8 and 1 <= newcol <= 8:
		count += 1

print(count)

[문제] 문자열 재정렬

알파벳 대문자와 숫자(0~9)로만 구성된 문자열이 주어질 때 모든 알파벳을 오름차순으로 정렬하여 잇고 그 뒤에 모든 숫자를 더한 값을 이어서 출력하는 프로그램
K1KA5CB7이 들어오면 ABCKK13을 출력

해결법

문자열은 리스트에 저장해서 정렬하고 숫자는 따로 합을 계산해 뒤에 붙여 출력

답안 예시

data = input()
string = []
number = 0

for char in data:
	if char.isalpha():
		string.append(char)
	else:
		number += int(char)
string.sort()

if number != 0:
	string.append(str(number))	
	# str형으로 안 바꾸면 아래 join을 쓸 수 없다
print(''.join(string))
# ''을 띄어쓰기 기준으로 리스트 내 원소들을 잇는다