[오늘의 문제] 달리기 경주

출처: https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/178871

문제 설명
얀에서는 매년 달리기 경주가 열립니다. 해설진들은 선수들이 자기 바로 앞의 선수를 추월할 때 추월한 선수의 이름을 부릅니다. 예를 들어 1등부터 3등까지 "mumu", "soe", "poe" 선수들이 순서대로 달리고 있을 때, 해설진이 "soe"선수를 불렀다면 2등인 "soe" 선수가 1등인 "mumu" 선수를 추월했다는 것입니다. 즉 "soe" 선수가 1등, "mumu" 선수가 2등으로 바뀝니다.

선수들의 이름이 1등부터 현재 등수 순서대로 담긴 문자열 배열 players와 해설진이 부른 이름을 담은 문자열 배열 callings가 매개변수로 주어질 때, 경주가 끝났을 때 선수들의 이름을 1등부터 등수 순서대로 배열에 담아 return 하는 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항
5 ≤ players의 길이 ≤ 50,000
players[i]는 i번째 선수의 이름을 의미합니다.
players의 원소들은 알파벳 소문자로만 이루어져 있습니다.
players에는 중복된 값이 들어가 있지 않습니다.
3 ≤ players[i]의 길이 ≤ 10
2 ≤ callings의 길이 ≤ 1,000,000
callings는 players의 원소들로만 이루어져 있습니다.
경주 진행중 1등인 선수의 이름은 불리지 않습니다.
입출력 예
players callings result
["mumu", "soe", "poe", "kai", "mine"]["kai", "kai", "mine", "mine"] ["mumu", "kai", "mine", "soe", "poe"]
입출력 예 설명
입출력 예 #1

4등인 "kai" 선수가 2번 추월하여 2등이 되고 앞서 3등, 2등인 "poe", "soe" 선수는 4등, 3등이 됩니다. 5등인 "mine" 선수가 2번 추월하여 4등, 3등인 "poe", "soe" 선수가 5등, 4등이 되고 경주가 끝납니다. 1등부터 배열에 담으면 ["mumu", "kai", "mine", "soe", "poe"]이 됩니다.

약 30분간 작성한 코드다.

class Solution {
public String[] solution(String[] players, String[] callings) {
String[] answer = new String[players.length];

    // 해설진들은 선수들이 자기 바로 앞의 선수를 추월할 때 추월한 선수의 이름을 부릅니다.
    // "soe"선수를 불렀다면 2등인 "soe" 선수가 1등인 "mumu" 선수를 추월했다는 것
    // players 선수, callings 해설진
    // 선수들의 이름을 1등부터 등수 순서대로 배열에 담아 return
    // 즉 callings 에서 언급된 만큼 한등수씩 올라가는 것.
    int index = 0;
    for(int i = 0; i < callings.length; i++){
        
        for(int j = 0; j < players.length; j++){
            // answer[j] = players[j];// 기본적으로 player들을 result 배열에 저장.
            if(callings[i].equals(players[j])){// 부르는 이름과 player명이 같을때
                // 등수가 하나 올라간다. 
                // 셔플 알고리즘 활용해보기
                // 바깥 반복문이 calling이 되어야등수가 제대로 올라가게 반영
                String tmp = players[j];
                players[j] = players[j - 1];
                players[j - 1] = tmp;
                //answer[j-1] = players[j];// 뒤에게 앞의 인덱스로 가고
                //answer[j] = players[j+1];// 앞의 인덱스가 뒤로 가야 함 
            }
        }
    }
    
    return players;
}

}

코드 실행시 통과과 되는 모습이다.

테스트 1
입력값 〉 ["mumu", "soe", "poe", "kai", "mine"], ["kai", "kai", "mine", "mine"]
기댓값 〉 ["mumu", "kai", "mine", "soe", "poe"]
실행 결과 〉 테스트를 통과하였습니다.

하지만..

채점결과 68.8점 시간 초과로 실패한다.

시간 초과가 나는 이유는 callings.length와 players.length가 클 경우, 중첩 반복문으로 인해 시간 복잡도가 O(N × M) 이기 때문이다.

callings[i]마다 players 배열을 매번 전부 순회하며 해당 이름을 찾고 있다. 이때, players 길이가 10만, callings 길이가 10만이면 총 1억 회의 비교가 발생할 수 있어 시간 초과가 난다.

최소한의 자료구조로만 푼 결과

class Solution {
public String[] solution(String[] players, String[] callings) {
int n = players.length;

    for (String name : callings) {
        int idx = 0;

        // 현재 등수 찾기 (선형 탐색)
        while (!players[idx].equals(name)) {
            idx++;
        }

        // 위치 교환
        String tmp = players[idx - 1];
        players[idx - 1] = players[idx];
        players[idx] = tmp;
    }

    return players;
}

}
최소한의 자료구조만 썼을 때는 대규모 입력에서 시간 초과 발생 확률이 높다.

역시나 시간 초과가 뜬다.

해결 방법: 해시맵 사용으로 최적화 (O(N + M))
선수 이름과 등수(인덱스)를 서로 빠르게 조회할 수 있도록 HashMap을 활용한다.

해시맵을 쓴 결과
import java.util.*;

class Solution {
public String[] solution(String[] players, String[] callings) {
// 선수 이름 -> 현재 순위(인덱스)
Map<String, Integer> rankMap = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < players.length; i++) {
rankMap.put(players[i], i);
}

    for (String name : callings) {
        int idx = rankMap.get(name);
        if (idx > 0) {
            // 앞 선수 이름
            String frontPlayer = players[idx - 1];

            // 선수 위치 swap
            players[idx - 1] = name;
            players[idx] = frontPlayer;

            // HashMap 업데이트
            rankMap.put(name, idx - 1);
            rankMap.put(frontPlayer, idx);
        }
    }

    return players;
}

}

int idx = rankMap.get(name); // 현재 이름(name)의 인덱스(순위)를 가져온다.

if (idx > 0) { // 0번 인덱스(1등)는 더 이상 앞으로 갈 수 없으므로 제외한다.

String frontPlayer = players[idx - 1]; // 이 선수(name)의 앞에 있는 선수를 찾는다. 

players[idx - 1] = name; 

players[idx] = frontPlayer;// 배열 상에서 두 선수의 위치를 서로 바꾼다.


rankMap.put(name, idx - 1);
rankMap.put(frontPlayer, idx);// rankMap도 함께 갱신해서 현재 순위를 반영합니다.

방식	시간 복잡도	설명
원래 코드	O(N × M)	callings × players 반복
해시맵 활용	O(N + M)	초기 맵 생성 + callings 순회만