🤩 Greedy Algorithm

보이는 최적의 상황만을 쫓아 최종적인 해답에 도달하는 방법이다.

🤏 선택 절차(Selection Procedure)

현재 상태에서의 최적의 해답을 선택한다.

👍 적절성 검사(Feasibility Check)

선택한 해답이 문제의 조건을 만족하는지 검사한다.

🤔 해답 검사(Solution Check)

원래의 문제가 해결되었는지 검사하고, 해결되지 않았다면 선택 절차로 돌아가 위의 과정을 반복한다.

매 순간, 최적이라 생각되는 해답(locally optimal solution)을 찾으며,
이를 토대로 최종 문제의 해답(globally optimal solution)에 도달하는 문제 해결 방식이라 할 수 있다.

예시

🪙🪙🪙
김코딩은 오늘도 편의점에서 열심히 아르바이트하고 있습니다. 손님으로 온 박해커는 과자와 음료를 하나씩 집어 들었고, 물건 가격은 총 4,040원이 나왔습니다. 박해커는 계산을 하기 위해 5,000원을 내밀며, 거스름돈은 동전의 개수를 최소한으로 하여 거슬러 달라고 하였습니다.

선택 절차

거스름돈의 동전 개수를 줄이기 위해 현재 가장 가치가 높은 동전을 우선 선택한다.

적절성 검사

1번 과정을 통해 선택된 동전들의 합이 거슬러 줄 금액을 초과하는지 검사한다.
초과하면 가장 마지막에 선택한 동전을 삭제하고, 1번으로 돌아가 한 단계 작은 동전을 선택한다.

해답 검사

선택된 동전들의 합이 거슬러 줄 금액과 일치하는지 검사한다. 액수가 부족하면 1번 과정부터 다시 반복한다.

최적의 해 보장 조건

다음 두 가지 조건을 만족하는 특정한 상황이여야 Greedy Algorithm이 최적의 해를 보장할 수 있다.

탐욕적 선택 속성(Greedy Choice Property)

앞의 선택이 이후의 선택에 영향을 주지 않는다.

최적 부분 구조(Optimal Substructure)

최종 해결 방법이 부분 문제에 대한 최적의 해결 방법으로 구성된다.

🏃 Implementation

알고리즘을 푼다는 것은 내가 생각한 문제 해결 과정을 컴퓨팅 사고로 변환하여 코드로 구현한다는 것이다.
정해진 시간 안에 빠르게 문제를 해결하는 능력을 가져야 좋은 개발자라 할 수 있다.

코드를 구현하는 능력을 보는 대표적인 사례로
완전 탐색(brute force)과 시뮬레이션(simulation)이 있다.

🔁🔍 완전 탐색

완전 탐색은 단순히 모든 경우의 수를 탐색하는 모든 경우를 통칭한다.

모든 문제는 완전 탐색으로 풀 수 있다. 이 방법은 굉장히 단순하고 무식하지만 "답이 무조건 있다"는 강력함이 있다.

예를 들어, 양의 정수 1부터 100까지의 임의의 요소가 오름차순으로 하나씩 담긴 배열 중, 원하는 값 N을 찾기 위해서는 배열의 첫 요소부터 마지막 요소까지 전부 확인을 한다면 최대 100 번의 탐색 끝에 원하는 값을 찾을 수 있다.

그러나 문제를 해결할 수는 있지만 효율적으로 동작하기는 힘들다.

완전히 탐색하는 방법에는 brute Force(조건/반복을 사용하여 해결), 재귀, 순열, DFS/BFS 등 여러 가지가 있다.

brute Force 예시

우리 집에는 세 명의 아이들이 있습니다. 아이들의 식성은 까다로워, 먹기 싫은 음식과 좋아하는 음식을 철저하게 구분합니다. 먹기 싫은 음식이 식탁에 올라왔을 땐 음식 냄새가 난다며 그 주변의 음식까지 전부 먹지 않고, 좋아하는 음식이 올라왔을 땐 해당 음식을 먹어야 합니다. 세 아이의 식성은 이렇습니다.

첫째: (싫어하는 음식 - 미역국, 카레) (좋아하는 음식 - 소고기, 된장국, 사과)

둘째: (싫어하는 음식 - 참치, 카레) (좋아하는 음식 - 미역국, 된장국, 바나나)

셋째: (싫어하는 음식 - 소고기) (좋아하는 음식 - 돼지고기, 된장국, 참치)

100 개의 반찬이 일렬로 랜덤하게 담긴 상이 차려지고, 한 명씩 전부 먹을 수 있다고 할 때, 가장 많이 먹게 되는 아이와 가장 적게 먹게 되는 아이는 누구일까요? (단, 그 주변의 음식은 반찬의 앞, 뒤로 한정합니다.)

for(let i = 0; i < 100; i++) {
  if(첫째 식성) {
    if(싫어하는 음식이 앞뒤로 있는가) {
      그냥 넘어가자;
    }
    좋아하는 음식 카운트;
  }
  if(둘째 식성) {
    if(싫어하는 음식이 앞뒤로 있는가) {
      그냥 넘어가자;
    }
    좋아하는 음식 카운트;
  }
  if(셋째 식성) {
    if(싫어하는 음식이 앞뒤로 있는가) {
      그냥 넘어가자;
    }
    좋아하는 음식 카운트;
  }
}
return 많이 먹은 아이;

단순히 100 개의 반찬을 첫째, 둘째, 셋째의 식성에 맞게 하나씩 대입하여 풀 수 있다.

🧾 시뮬레이션

시뮬레이션은 모든 과정과 조건이 제시되어, 그 과정을 거친 결과가 무엇인지 확인하는 유형이다.

보통 문제에서 설명해 준 로직 그대로 코드로 작성하면 되기때문에
문제 해결을 떠올리는 것 자체는 쉬울 수 있으나 길고 자세하여 코드로 옮기는 작업이 까다로울 수 있다.

예시

😎
무엇을 위한 조직인지는 모르겠지만, 비밀스러운 비밀 조직 '시크릿 에이전시'는 소통의 흔적을 남기지 않기 위해 3 일에 한 번씩 사라지는 메신저 앱을 사용했습니다. 그러나 내부 스파이의 대화 유출로 인해 대화를 할 때 조건을 여러 개 붙이기로 했습니다. 해당 조건은 이렇습니다.

- 캐릭터는 아이디, 닉네임, 소속이 영문으로 담긴 배열로 구분합니다.
-
- 소속은 'true', 'false', 'null' 중 하나입니다.
-
- 소속이 셋 중 하나가 아니라면 아이디, 닉네임, 소속, 대화 내용의 문자열을 전부 X로 바꿉니다.
-
- 아이디와 닉네임은, 길이를 2진수로 바꾼 뒤, 바뀐 숫자를 더합니다.
-
- 캐릭터와 대화 내용을 구분할 땐 공백:공백으로 구분합니다: ['Blue', 'Green', 'null'] : hello.
-
- 띄어쓰기 포함, 대화 내용이 10 글자가 넘을 때, 내용에 .,-+ 이 있다면 삭제합니다.
-
- 띄어쓰기 포함, 대화 내용이 10 글자가 넘지 않을 때, 내용에 .,-+@#$%^&*?! 이 있다면 삭제합니다.
-
- 띄어쓰기를 기준으로 문자열을 반전합니다: 'abc' -> 'cba'
-
- 띄어쓰기를 기준으로 소문자와 대문자를 반전합니다: 'Abc' -> 'aBC'

시크릿 에이전시의 바뀌기 전 대화를 받아, 해당 조건들을 전부 수렴하여 수정한 대화를 객체에 키와 값으로 담아 반환하세요. 같은 캐릭터가 두 번 말했다면, 공백을 한 칸 둔 채로 대화 내용에 추가되어야 합니다. 대화는 문자열로 제공되며, 하이픈- 으로 구분됩니다.

문자열은 전부 싱글 쿼터로 제공되며, 전체를 감싸는 문자열은 더블 쿼터로 제공됩니다.

예: "['Blue', 'Green', 'null'] : 'hello. im G.' - ['Black', 'red', 'true']: '? what? who are you?'"

문제는 대화 내용이 담긴 문자열을 입력받아, 문자열을 파싱하여 재구성을 하려고 한다.

예시를 이용하여 순차적으로 작성하면 다음과 같다.

"['Blue', 'Green', 'null'] : 'hello. im G.' - ['Black', 'red', 'true']: '? what? who are you?'" 입력값으로 받은 문자열을 각 캐릭터와 대화에 맞게 문자열로 파싱을 하고, 파싱한 문자열을 상대로 캐릭터와 대화를 구분합니다.

• 첫 번째 파싱은 - 을 기준으로 ['Blue', 'Green', 'null'] : 'hello. im G.', ['Black', 'red', 'true']: '? what? who are you?' 두 부분으로 나눕니다.

• 두 번째 파싱은 : 을 기준으로 ['Blue', 'Green', 'null'] 배열과 'hello. im G.' 문자열로 나눕니다.

배열과 문자열을 사용해, 조건에 맞게 변형합니다.

• 소속이 셋 중 하나인가 판별합니다.
• ``['Blue', 'Green', 'null'] 아이디와 닉네임의 길이를 2진수로 바꾼 뒤, 숫자를 더합니다: [1, 2, 'null']
• 'hello. im G.' 10 글자가 넘기 때문에, .,-+@#$%^&* 를 삭제합니다: 'hello im G'
• 'hello im G' 띄어쓰기를 기준으로 문자열을 반전합니다: 'olleh mi G'
• 'olleh mi G' 소문자와 대문자를 반전합니다: 'OLLEH MI g'

변형한 배열과 문자열을 키와 값으로 받아 객체에 넣습니다.

• { "[1, 2, 'null']": 'OLLEH MI g' }

이렇듯, 문제에 대한 이해를 바탕으로 제시하는 조건을 하나도 빠짐없이 처리해야 정답을 받을 수 있다.
하나라도 놓친다면 통과할 수 없게 되고, 길어진 코드 때문에 헷갈릴 수도 있으니 주의해야 한다.