[백준 4949] 균형잡힌 세상 - C++

문제

https://www.acmicpc.net/problem/4949

문제 설명

세계는 균형이 잘 잡혀있어야 한다. 양과 음, 빛과 어둠 그리고 왼쪽 괄호와 오른쪽 괄호처럼 말이다.

정민이의 임무는 어떤 문자열이 주어졌을 때, 괄호들의 균형이 잘 맞춰져 있는지 판단하는 프로그램을 짜는 것이다.

문자열에 포함되는 괄호는 소괄호("()") 와 대괄호("[]")로 2종류이고, 문자열이 균형을 이루는 조건은 아래와 같다.

모든 왼쪽 소괄호("(")는 오른쪽 소괄호(")")와만 짝을 이뤄야 한다.
모든 왼쪽 대괄호("[")는 오른쪽 대괄호("]")와만 짝을 이뤄야 한다.
모든 오른쪽 괄호들은 자신과 짝을 이룰 수 있는 왼쪽 괄호가 존재한다.
모든 괄호들의 짝은 1:1 매칭만 가능하다. 즉, 괄호 하나가 둘 이상의 괄호와 짝지어지지 않는다.
짝을 이루는 두 괄호가 있을 때, 그 사이에 있는 문자열도 균형이 잡혀야 한다.
정민이를 도와 문자열이 주어졌을 때 균형잡힌 문자열인지 아닌지를 판단해보자.

입출력

• 입력
  하나 또는 여러줄에 걸쳐서 문자열이 주어진다. 각 문자열은 영문 알파벳, 공백, 소괄호("( )") 대괄호("[ ]")등으로 이루어져 있으며, 길이는 100글자보다 작거나 같다.
  입력의 종료조건으로 맨 마지막에 점 하나(".")가 들어온다.
  ➡️ string 라이브러리에 속하는 getline 을 통해 문자열을 입력 받음

• 출력
  각 줄마다 해당 문자열이 균형을 이루고 있으면 "yes"를, 아니면 "no"를 출력한다.

풀이

• 사용한 자료구조
  • stack<char> s ➡️ 문자열내 문자를 하나씩 돌면서 여는 괄호가 나오면 저장
• 풀이 내용

1. 여는 괄호((, [)가 나오면 스택에 추가(push)
2. 닫는 괄호가 나왔을 경우,
   2-1. 스택이 비어있으면 올바르지 않은 괄호 쌍(empty)
   2-2. 스택의 top이 짝이 맞지 않는 괄호일 경우 올바르지 않은 괄호 쌍
   2-3. 스택의 top이 짝이 맞는 괄호일 경우 pop
3. 모든 과정을 끝낸 후 스택에 괄호가 남아있으면 올바르지 않은 괄호 쌍, 남아있지 않으면 올바른 괄호 쌍

• 코드

#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
using namespace std;

bool check(string ipt)
{
    stack<char> s;
    for (auto word : ipt)
    {
        if (word == '(' || word == '[') // 1. 여는 괄호인 경우 스택에 push
            s.push(word);
        else if (word == ')') // 2. 닫는 괄호인 경우 스택에서 pop(쌍이 맞는 경우)
        {
            if (!s.empty() && s.top() == '(')
                s.pop();
            else
                return false;
        }
        else if (word == ']')
        {
            if (!s.empty() && s.top() == '[')
                s.pop();
            else
                return false;
        }
    }

    if (s.empty()) // 3. 스택이 비지 않은 경우(-> 짝을 짓지 못한 괄호가 있음)
        return true;
    else
        return false;
}
int main()
{
    cin.tie(0);
    ios::sync_with_stdio(0);

    string ipt;

    while (true)
    {
        getline(cin, ipt);
        if (ipt == ".")
            break;
        bool ans = check(ipt);
        if (ans)
            cout << "yes" << '\n';
        else
            cout << "no" << '\n';
    }
}

• 개선한 코드
  check 함수를 제외한 다른 부분은 위 코드와 동일

bool check(string ipt)
{
    stack<char> s;
    for (auto word : ipt)
    {
        if (word == '(' || word == '[') // 1. 여는 괄호인 경우 스택에 push
            s.push(word);
        else if (word == ')') // 2. 닫는 괄호인 경우 스택에서 pop(쌍이 맞는 경우)
        {
            if (s.empty() || s.top() != '(')
                return false;
            s.pop();
        }
        else if (word == ']')
        {
            if (s.empty() || s.top() != '[')
                return false;
            s.pop();
        }
    }

    if (s.empty()) // 3. 스택이 비지 않은 경우(-> 짝을 짓지 못한 괄호가 있음)
        return true;
    else
        return false;
}

스택이 비어있는지에 대한 여부를 먼저 검사하는 이유
1. 스택이 비어있는데 pop()을 수행하면 런타임 에러가 발생하기 때문에
2. 첫번째 조건의 결과에 따라 두번째 조건을 확인하지 않아도 결과가 정해지도록 선행 조건으로 스택이 비어있는지 검사 (Short-circuit evaluation)

코드의 길이를 좀 더 짧게 하기 위해 기존 조건에서 드모르간 법칙을 적용하여 OR(||) 조건으로 변경하였다.