신입사원 어피치는 카카오톡으로 전송되는 메시지를 압축하여 전송 효율을 높이는 업무를 맡게 되었다. 메시지를 압축하더라도 전달되는 정보가 바뀌어서는 안 되므로, 압축 전의 정보를 완벽하게 복원 가능한 무손실 압축 알고리즘을 구현하기로 했다.
어피치는 여러 압축 알고리즘 중에서 성능이 좋고 구현이 간단한 LZW(Lempel–Ziv–Welch) 압축을 구현하기로 했다. LZW 압축은 1983년 발표된 알고리즘으로, 이미지 파일 포맷인 GIF 등 다양한 응용에서 사용되었다.
LZW 압축은 다음 과정을 거친다.
w
를 찾는다.w
에 해당하는 사전의 색인 번호를 출력하고, 입력에서 w
를 제거한다.c
), w+c
에 해당하는 단어를 사전에 등록한다.압축 알고리즘이 영문 대문자만 처리한다고 할 때, 사전은 다음과 같이 초기화된다. 사전의 색인 번호는 정수값으로 주어지며, 1부터 시작한다고 하자.
색인 번호 | 1 | 2 | 3 | ... | 24 | 25 | 26 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
단어 | A | B | C | ... | X | Y | Z |
예를 들어 입력으로 KAKAO
가 들어온다고 하자.
KAKAO
의 첫 글자 K
는 등록되어 있으나, 두 번째 글자까지인 KA
는 없으므로, 첫 글자 K
에 해당하는 색인 번호 11을 출력하고, 다음 글자인 A
를 포함한 KA
를 사전에 27 번째로 등록한다.A
는 사전에 있으나, 세 번째 글자까지인 AK
는 사전에 없으므로, A
의 색인 번호 1을 출력하고, AK
를 사전에 28 번째로 등록한다.KA
가 사전에 있으므로, KA
에 해당하는 색인 번호 27을 출력하고, 다음 글자 O
를 포함한 KAO
를 29 번째로 등록한다.O
에 해당하는 색인 번호 15를 출력한다.현재 입력(w) | 다음 글자(c) | 출력 | 사전 추가(w+c) |
---|---|---|---|
K | A | 11 | 27: KA |
A | K | 1 | 28: AK |
KA | O | 27 | 29: KAO |
O | 15 |
이 과정을 거쳐 다섯 글자의 문장 KAKAO
가 4개의 색인 번호 [11, 1, 27, 15]로 압축된다.
입력으로 TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT
가 들어오면 다음과 같이 압축이 진행된다.
현재 입력(w) | 다음 글자(c) | 출력 | 사전 추가(w+c) |
---|---|---|---|
T | O | 20 | 27: TO |
O | B | 15 | 28: OB |
B | E | 2 | 29: BE |
E | O | 5 | 30: EO |
O | R | 15 | 31: OR |
R | N | 18 | 32: RN |
N | O | 14 | 33: NO |
O | T | 15 | 34: OT |
T | T | 20 | 35: TT |
TO | B | 27 | 36: TOB |
BE | O | 29 | 37: BEO |
OR | T | 31 | 38: ORT |
TOB | E | 36 | 39: TOBE |
EO | R | 30 | 40: EOR |
RN | O | 32 | 41: RNO |
OT | 34 |
입력으로 영문 대문자로만 이뤄진 문자열 msg
가 주어진다. msg
의 길이는 1 글자 이상, 1000 글자 이하이다.
주어진 문자열을 압축한 후의 사전 색인 번호를 배열로 출력하라.
msg | answer |
---|---|
KAKAO | [11, 1, 27, 15] |
TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT | [20, 15, 2, 5, 15, 18, 14, 15, 20, 27, 29, 31, 36, 30, 32, 34] |
ABABABABABABABAB | [1, 2, 27, 29, 28, 31, 30] |
구현의 막바지에서 막혀버려 다른 사람의 풀이를 조금 참고할 수 밖에 없었다ㅜㅜ.
그 중에서도 정확히 내가 구현하려는 방식과 똑같이 구현한 사람이 있어서 해당 코드를 보면서 설명을 하도록 하겠다!
import java.util.*;
class Solution {
public List<Integer> solution(String msg) {
List<Integer> answer = new ArrayList<>();
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
int init = 65;
for (int i = 0; i < 26; i++) {
map.put(String.valueOf((char) init), i + 1);
init++;
}
lzw(map, answer, msg);
return answer;
}
public void lzw(Map<String, Integer> map, List<Integer> list, String msg) {
for (int i = 0; i < msg.length(); i++) {
String cur = msg.substring(0, i + 1);
if (!map.containsKey(cur)) {
map.put(cur, map.size() + 1);
list.add(map.get(msg.substring(0, i)));
lzw(map, list, msg.substring(i));
break; // 한 번만 확인하면 끝이기 때문
} else if (i + 1 == msg.length()) {
list.add(map.get(cur));
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Solution sol = new Solution();
sol.solution("KAKAO");
}
}
우선 나는 알파벳을 아스키 코드를 활용하여 Map
에 담아주었다. 이제 lzw
메서드를 통해 재귀를 타게 되는데, 내가 막혔던 부분이 바로 이 부분이었다. KA
가 현재 입력값이고 O
가 다음 입력값일 때 일반적인 반복문을 통해 KAO를 만들기 위해서는 현재 인덱스 + 2
를 만들어야 한다는 것인데, 이는 KAKAO
일 경우에 + 2
인 것이지 다른 문자열이 온다면 + 3, + 5
등의 범위를 포인터로 잡아내야 한다는 것이다.
즉, 일반적인 반복문을 사용한 접근이 아니라 다른 방법이 필요하다는 것인데 이것을 재귀로 풀어낼 수가 있었다.
위 lzw
메서드는 다음과 같은 순서로 작동한다.
cur
을 만들고 map
에 cur
이 있는지 없는지를 판별한다.cur
은 한 글자가 아닌 두 글자가 된다. substring(0, i+1)
에서 반복자 i
가 증가하는 것이기 때문value
)을정답에 담아준다.map
에 cur
과 map.size() + 1
값을 넣어 사전(map
)에 새로운 값을 추가해준다.cur
의 앞글자(여기서 앞글자란 cur 은 i + 1까지 잘렸으니 i까지 잘린 문자를 말함)는 기존 사전에 존재하기 때문에 정답 리스트에 값(value
)을 담아준다.lzw
함수로 들어가는데, cur
의 앞글자를 정답에 담아주었기 때문에 msg
의 맨 앞글자를 잘라낸 문자열이 재귀에 들어간다.break;
를 걸어준다. (그래서 로그를 찍어보면 break
가 재귀를 탄 횟수만큼 찍히게 된다. 제일 dpeth가 깊은 (제일 마지막에 실행된) 재귀부터 break
를 만난다.)