안녕하세요. 김용성입니다.
오늘은 2020년 카카오 인턴십 코딩테스트 2번 '수식최대화' 문제 풀이법을 포스팅하도록 하겠습니다.

문제

2020년 카카오 인턴십 2번 문제 링크

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.

풀이

처음에 저는 연산자들을 operator라는 별도 스택 리스트를 만들어서 담아준 뒤에 풀어야겠다고 생각을 했었는데 풀이법을 잘못생각했던것 같아요. 사실 '+','-','*' 에 대해서만 처리해주면 되는 것이기에 경우의 수는 총 6개 밖에 나오지 않습니다. 그점과 eval,permutations를 사용하여 해결하였습니다.

연산자 우선순위 배열을 생성

위에서 언급했다시피 연산자는 3개이므로 3!=6 가지의 경우만 살펴보면 되는데요. itertools의 permutations를 사용하여 다음과 같이 priorities라는 리스트를 생성해주었습니다.

from itertools import permutations

operator=['+','-','*']
priorities=list(map(list,permutation(operator)))

반복문 수행

이제 경우 6가지에 대해 반복을 실행해주면 되는데요.
(참고로 priority배열이 ['+','-','*'] 이라면 가장 뒤에 있는 '*'가 우선순위가 가장 높게끔 코드를 작성하였습니다. 착오 없으시길 바랄게요!)

전체적인 flow

우선 priorities요소에 대해 for문을 돌려주면서 split을 해주었어요.
예를 들어 요소가 ['+','-','*'] 순서이고 처음에 '+' 를 기준으로 split 처리를 해준다면
어떻게 변할까요?

expression="100-200*300-500+20"이라고 정하고 생각해보겠습니다.

'+'를 기준으로 split 처리를 하면 다음과 같은 list가 나올겁니다.

first=> ['100-200*300-500', '20']

이렇게 나온 리스트를 first라는 변수에 할당해준 뒤에 first 리스트에 대해서 한번 더 반복문을 실행해줍니다. 이번에는 priority요소의 두번째 요소인 '-'를 기준으로 split 처리를 해주는 거예요. 그렇게 처리를 하면 다음과 같은 list가 생성됩니다.

second=> ['100','200*300','500']

이렇게 생성된 list를 second라는 변수에 할당을 해준 뒤에 다음과 같이 코드를 수행하면 가장 우선순위인 '*'에 대한 연산이 수행되겠죠?

 second=[str(eval(x)) for x in second]

second => ['100','60000','500']

그렇게 해준 뒤에 나온 second를 priority요소의 두번째 요소인 '-'를 중간매개로 함께 문자열로 바꾸어준 뒤 new라는 list에 할당해줍니다.

new.append(priority[1].join(second))

이렇게 처리를 해주고나오면 first 리스트에 대한 반복문이 끝나면서 new라는 리스트는 다음과 같이 되어있을겁니다.

new => ['100-60000-500', '20']

이제 위에서 했던 것과 같이 new 내부 요소들의 연산을 수행을 해줘야겠죠?

 new=[str(eval(x)) for x in new]

이제 우리의 new 리스트는 다음과 같을 거예요.

new => ['-60400', '20']

마지막 단계입니다.
이번에는 priority의 가장 첫번째 요소인 '+'에 대해서 join처리를 해주어야겠죠? 그와 동시에 절대값을 계산해준 뒤 result라는 변수에 담도록 하겠습니다.

result= abs(eval(priority[0].join(new)))

result=> 60380

이렇게 나온 result 값에 대해서 최대값을 answer에 저장해주면 됩니다.

최종 코드

from itertools import permutations

def solution(expression):

    answer=0
    operator=['+','-','*']
    priorities=list(map(list,permutations(operator)))
    
    for priority in priorities:
        new=[]
        first=expression.split(priority[0])
        for section in first:
            second=section.split(priority[1])
            second=[str(eval(x)) for x in second]
            new.append(priority[1].join(second))
        
        new=[str(eval(x)) for x in new]
        result=abs(eval(priority[0].join(new)))
        
        if result>answer:
            answer=result


    return answer
            
                    

객관적으로 많은 분들이 쉽다고 평가한 문제였지만 코딩테스트 초보인 저에게는 어려웠던 문제였였던 것 같아요.. 초반에 접근 방법을 잘못 설정해서 시간이 꽤나 걸렸던 것 같네요..

성공

테스트에 잘 통과하는 것을 확인했습니다.

마무리

저는 코딩테스트가 정말 너무 어렵네요..
푸는 시간도 오래걸리고, 접근 방식이 틀릴 경우에 거기서 멘탈이 많이 무너져내린다는 생각이 들더라구요..
앞으로 더 많은 시간을 할애해야겠다는 생각이 듭니다.
읽어주셔서 감사합니다.