괄호의 변환
https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60058
문제 설명
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.
용어 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.
- 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다.
- 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.
- 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다.
3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다. - 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.
입출력 예
설명
입출력 예 #1
이미 "올바른 괄호 문자열" 입니다.
입출력 예 #2
두 문자열 u, v로 분리합니다.
u = ")("
v = ""u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면 빈 문자열이 반환됩니다.
u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면 ""이 됩니다.
따라서 생성되는 문자열은 "(" + "" + ")" + ""이며, 최종적으로 "()"로 변환됩니다.
입출력 예 #3
두 문자열 u, v로 분리합니다.
u = "()"
v = "))((()"문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이므로 그대로 두고, v에 대해 재귀적으로 수행합니다.
다시 두 문자열 u, v로 분리합니다.
u = "))(("
v = "()"u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면 "()"이 반환됩니다.
u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면 "()"이 됩니다.
따라서 생성되는 문자열은 "(" + "()" + ")" + "()"이며, 최종적으로 "(())()"를 반환합니다.
처음에 그대로 둔 문자열에 반환된 문자열을 이어 붙이면 "()" + "(())()" = "()(())()"가 됩니다.
풀이
이 문제는 "균형잡힌 괄호 문자열" p를 "균형잡힌 괄호 문자열" u,v로 나누고
u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 v에 대하여 재귀를 수행하고
u가 "올바른 괄호 문자열"아 아니라면
u의 앞 뒤 제거
"()"괄호 안에 위에 재귀를 마친 문자열 v를 넣기
앞 뒤를 제거한 u에 대하여 괄호를 반대로 출력(저는 이것을 "포함 과정" 이라고 부르겠습니다)
그리고 처음에 그대로 둔 문자열에 이어 붙여야 합니다.
재귀에 대한 문제이기 때문에 생각하기 조금 어렵기도 하고, 문제 자체가 이해가 안될 수도 있습니다.
새로운 예를 들어서 설명해보겠습니다.
예시) "(())))((()"
현재 이 문자열은 "균형잡힌 괄호 문자열"이지만 "올바른 괄호 문자열"은 아니기 때문에 u,v로 나눠봐야 합니다.
"올바른 괄호 문자열"을 판단하기 위해서는 하나씩 늘려가면서 봤자 소용이 없기 때문에 두개씩 늘려가면서 확인합니다.
"(", "((", "(()"... 가 아닌
"((", "(())", "(())))" 로 확인하겠다는 뜻
- 처음 u,v로 나누게 되면 아래와 같이 나오게 됩니다.
u= "(())"
v = "))((()"여기서 u가 "올바른 괄호 문자열"이기 때문에
"(())" + "재귀를 마친 v" 의 형식이 되고v에 대하여 바로 재귀를 진행합니다.
- 다음 재귀를 통해 v를 다시 u,v로 나눕니다.
u = "))(("
v = "()" 여기서 또한 u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니기 때문에
"포함 과정"을 거쳐야 합니다.
u에서 앞 뒤를 제거하고 남은 u=")("
남은 u에 대하여 괄호를 반대로 출력 u = "()"
그리고 새로 연 괄호 안에 재귀를 거친 v가 들어가야 하고,
그 뒤에 괄호를 반대로 출력한 u가 이어져야 한다.
즉, "(" + "재귀를 마친 v" + ")" + "괄호를 반대로 출력한 u" 라는 것
- 또 다음 재귀를 통해 v를 다시 u,v로 나눕니다.
u="()"
v=""이제 여기서는 u가 "올바른 괄호 문자열" 이기 때문에
"()" + "재귀를 마친 v" 의 형식이 되고
바로 v의 재귀로 넘어갑니다.
- 이 재귀에서는 v가 빈 문자열이기 때문에 v 자체를 다시 반환합니다.
여기서 재귀가 마치며 반환되는 v를 수집합니다.
여기서 재귀를 마친 v를 tmp라고 하겠습니다.
- 빈 문자열이므로 v 다시 반환
tmp = v = ""
- "()" + "재귀를 마친 v"
tmp = "()" + 4번의 tmp = "()"+"" = "()"
- "(" + "재귀를 마친 v" + ")" + "괄호를 반대로 출력한 u"
tmp = "(" + 3번의 tmp + ")" + "()" = "(" + "()" +")" + "()" = "(())()"
- "(())" + "재귀를 마친 v"
tmp = "(())" + 2번의 tmp = "(())" + "(())()" = "(())(())()"
따라서 결과적으로는 "(())(())()" 의 "올바른 괄호 문자열"이 출력되게 됩니다.
코드
import java.util.Stack;
public class Solution {
public String solution(String p) {
if (isCorrect(p)) return p;
//처음부터 "올바른 괄호 문자열"이라면 바로 반환
return checkString(p);
}
private String checkString(String p){
if (p.isEmpty()) return p;
//문자열이 비어 있다면 바로 반환
String u="";
String v="";
//반복문을 2씩 올려가면서 u,v 나누기
for (int i=2; i<=p.length(); i+=2) {
u = p.substring(0, i);
v = p.substring(i);
if (isEven(u)) break;
//나눈 문자열 u가 "균형잡힌 괄호 문자열" 이라면 반복문 나오기
}
//만약 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 u + "재귀를 마친 v"
if (isCorrect(u) {
u = u.concat(checkString(v));
//만약 u가 "균형잡힌 괄호 문자열" 이라면 '포함 과정' 거치기
} else {
String tmp = "";
//u의 앞 뒤 제거
u = u.substring(1, u.length() - 1);
//남은 u에 대하여 괄호 바꿔주기
for (int j = 0; j < u.length(); j++) {
if (u.charAt(j) == '(') tmp = tmp.concat(")");
else tmp = tmp.concat("(");
}
//새로운 괄호 안에는 "재귀를 마친 v"가 들어가고
//뒤에는 괄호를 바꾼 u를 이어 붙인다.
u = "(".concat(checkString(v)).concat(")").concat(tmp);
}
return u;
}
//'균형 잡힌 문자열인지 확인하는 함수'
private boolean isEven(String p){
int left = 0;
int right = 0;
for (int i=0; i<p.length(); i++){
if (p.charAt(i) == '(') left += 1;
else right += 1;
}
return right == left;
}
/*
균형잡힌 문자열인지 먼저 확인 -> 균형 잡힌 문자열 false
올바른 문자열인지 확인 -> 올바른 문자열 true
*/
private boolean isCorrect(String u){
Stack<Character> stack = new Stack<>();
for (int i=0; i<u.length(); i++){
if (u.charAt(i) == '(') stack.push('('); // '('가 나오면 넣기
else {
if (stack.isEmpty()){ //만약 비어 있다면 ')'가 먼저 나온 것이므로 올바른 문자열이 아님
return false;
} else stack.pop(); //')'를 만났을 때 '('이 있으면 pop!
}
}
return true;
}
public static void main(String[] args){
ParenthesesTransformation pt = new ParenthesesTransformation();
String p = "(())))((()";
String result = pt.solution(p);
System.out.println(result);
}
}