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.
- 즉,
-
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.
- 즉,
-
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.
접근 방법
먼저 문제를 크게 세가지 절차로 나눴다.
- 문자열 처리
- 연산자 우선순위 조합
- 계산
1. 문자열 처리
1-1. 정규식 공부해둘것
_expression = list(map(int, re.split('[*+-]', expression)))
먼저 위 코드와 같이 정규식을 이용해서 숫자만 split했다.
그 다음 map을 이용해서 문자열로 된 숫자를 int 타입으로 바꾼 뒤 mapping했다.
1-2. 숫자만 있는 리스트에 연산자 끼워 넣기 (정확한 위치에 insert)
그 다음
idx = 1
operands = set()
for ch in expression:
if ch in {'+', '-', '*'}:
if ch not in operands:
operands.add(ch)
_expression.insert(idx, ch)
idx += 2
expression (새로 만든 _expression이 아님에 주의) 을 돌면서 연산자를 _expression의 정확한 위치에 insert해준다.
숫자, 연산자, 숫자 순으로 있어야하므로
idx += 2를 해줘서 1,3,5,7 .. 이런 순서로 끼워넣어준다.
2. 연산자 우선순위 조합 생성
조합이라고 표현했지만 순열이 필요하다.
*, -, + 이렇게 세가지 연산자들이 있으면 연산자들을 순서에 상관있게 나열해야하니까 itertools.permutations 를 사용해서 얻은 결과들을 아래와 같이 operand_orders 리스트에 저장했다.
operand_orders = list(itertools.permutations(operands, len(operands)))
세 연산자들이 모두 사용된 수식을 입력받았을 경우 operand_orders는 다음과 같다.
[('-', '+', '*'), ('-', '*', '+'), ('+', '-', '*'), ('+', '*', '-'), ('*', '-', '+'), ('*', '+', '-')]
그 다음 반복문을 돌면서 operand_orders에서 하나씩 빼먹으며 나열된 순서대로 연산자 우선순위를 부여하고 계산한다.
while문은 아래와 같다.
while operand_orders:
operand_order = operand_orders.pop()
operation = _expression[:]
for operand in operand_order:
operation = calculate(operation, operand)
operation = abs(operation[-1])
answer = max(answer, operation)3. 계산
for operand in operand_order:
operation = calculate(operation, operand)operand_order가 ('-', '+', '*') 라고 한다면
operand_order를 순회하면서 calculate(수식, 연산자) 함수를 수행한다.
calculate는 입력된 수식 중 파라미터로 입력받은 연산자만 계산한 값을 update한 새로운 수식을 return하는 함수다. 코드는 아래와 같다.
def calculate(expression, operand):
# 걍 append해서 리스트 만든거 return
# 해당 연산자 나올때마다 앞숫자, 연산자, 뒤숫자 빼고
# 연산 결과 append
operation = []
skip_idx = -1
for idx in range(len(expression)):
# print("cal: ", operand, operation)
if idx == skip_idx: continue
if expression[idx] == operand:
left = operation.pop()
right = expression[idx + 1]
skip_idx = idx + 1
if operand == "-":
operation.append(left - right)
elif operand == "+":
operation.append(left + right)
else:
operation.append(left * right)
else:
operation.append(expression[idx])
return operation
전체 코드
import re, itertools
def calculate(expression, operand):
# 걍 append해서 리스트 만든거 return
# 해당 연산자 나올때마다 앞숫자, 연산자, 뒤숫자 빼고
# 연산 결과 append
operation = []
skip_idx = -1
for idx in range(len(expression)):
# print("cal: ", operand, operation)
if idx == skip_idx: continue
if expression[idx] == operand:
left = operation.pop()
right = expression[idx + 1]
skip_idx = idx + 1
if operand == "-":
operation.append(left - right)
elif operand == "+":
operation.append(left + right)
else:
operation.append(left * right)
else:
operation.append(expression[idx])
return operation
def solution(expression):
answer = 0
_expression = list(map(int, re.split('[*+-]', expression)))
# 문자열 처리
idx = 1
operands = set()
for ch in expression:
if ch in {'+', '-', '*'}:
if ch not in operands:
operands.add(ch)
_expression.insert(idx, ch)
idx += 2
# 연산자 조합(순열) 구하기
operand_orders = list(itertools.permutations(operands, len(operands)))
while operand_orders:
operand_order = operand_orders.pop()
operation = _expression[:]
for operand in operand_order:
operation = calculate(operation, operand)
operation = abs(operation[-1])
answer = max(answer, operation)
return answer
