[프로그래머스] #60058 괄호변환
이번에 풀어볼 문제는 재귀함수를 이용한 문제로, 2020년 카카오 코딩테스트에 출제된 문제로 보인다.
워낙 고난이도로 유명한 카카오 코테문제이기에 구현에 상당히 애를 먹었다.
문제
문제 설명
카카오에 신입 개발자로 입사한 “콘”은 선배 개발자로부터 개발역량 강화를 위해 다른 개발자가 작성한 소스 코드를 분석하여 문제점을 발견하고 수정하라는 업무 과제를 받았습니다. 소스를 컴파일하여 로그를 보니 대부분 소스 코드 내 작성된 괄호가 개수는 맞지만 짝이 맞지 않은 형태로 작성되어 오류가 나는 것을 알게 되었습니다. 수정해야 할 소스 파일이 너무 많아서 고민하던 “콘”은 소스 코드에 작성된 모든 괄호를 뽑아서 올바른 순서대로 배치된 괄호 문자열을 알려주는 프로그램을 다음과 같이 개발하려고 합니다.
용어의 정의
’(‘ 와 ’)’ 로만 이루어진 문자열이 있을 경우, ‘(‘ 의 개수와 ‘)’ 의 개수가 같다면 이를 균형잡힌 괄호 문자열이라고 부릅니다.
그리고 여기에 ‘(‘와 ‘)’의 괄호의 짝도 모두 맞을 경우에는 이를 올바른 괄호 문자열이라고 부릅니다.
예를 들어, "(()))("와 같은 문자열은 “균형잡힌 괄호 문자열” 이지만 “올바른 괄호 문자열”은 아닙니다.
반면에 "(())()"와 같은 문자열은 “균형잡힌 괄호 문자열” 이면서 동시에 “올바른 괄호 문자열” 입니다.
’(‘ 와 ‘)’ 로만 이루어진 문자열 w가 “균형잡힌 괄호 문자열” 이라면 다음과 같은 과정을 통해 “올바른 괄호 문자열”로 변환할 수 있습니다.
1. 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다.
2. 문자열 w를 두 "균형잡힌 괄호 문자열" u, v로 분리합니다. 단, u는 "균형잡힌 괄호 문자열"로 더 이상 분리할 수 없어야 하며, v는 빈 문자열이 될 수 있습니다.
3. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다.
3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다.
4. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니라면 아래 과정을 수행합니다.
4-1. 빈 문자열에 첫 번째 문자로 '('를 붙입니다.
4-2. 문자열 v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행한 결과 문자열을 이어 붙입니다.
4-3. ')'를 다시 붙입니다.
4-4. u의 첫 번째와 마지막 문자를 제거하고, 나머지 문자열의 괄호 방향을 뒤집어서 뒤에 붙입니다.
4-5. 생성된 문자열을 반환합니다.
“균형잡힌 괄호 문자열” p가 매개변수로 주어질 때, 주어진 알고리즘을 수행해 “올바른 괄호 문자열”로 변환한 결과를 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.
매개변수 설명
- p는 ‘(‘ 와 ‘)’ 로만 이루어진 문자열이며 길이는 2 이상 1,000 이하인 짝수입니다.
- 문자열 p를 이루는 ‘(‘ 와 ‘)’ 의 개수는 항상 같습니다.
- 만약 p가 이미 “올바른 괄호 문자열”이라면 그대로 return 하면 됩니다.
입출력 예
| p | result |
|---|---|
"(()())()" |
"(()())()" |
")(" |
"()" |
"()))((()" |
"()(())()" |
입출력 예에 대한 설명
입출력 예 #1 이미 “올바른 괄호 문자열” 입니다.
입출력 예 #2
- 두 문자열 u, v로 분리합니다.
- u =
")(" - v =
""
- u =
- u가 “올바른 괄호 문자열”이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
- v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면 빈 문자열이 반환됩니다.
- u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면
""이 됩니다. - 따라서 생성되는 문자열은
"("+""+")"+""이며, 최종적으로"()"로 변환됩니다.
입출력 예 #3
- 두 문자열 u, v로 분리합니다.
- u =
"()" - v =
"))((()"
- u =
- 문자열 u가 “올바른 괄호 문자열”이므로 그대로 두고, v에 대해 재귀적으로 수행합니다.
- 다시 두 문자열 u, v로 분리합니다.
- u =
"))((" - v =
"()"
- u =
- u가 “올바른 괄호 문자열”이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
- v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면
"()"이 반환됩니다. - u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면
"()"이 됩니다. - 따라서 생성되는 문자열은
"("+"()"+")"+"()"이며, 최종적으로"(())()"를 반환합니다.
- v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면
- 처음에 그대로 둔 문자열에 반환된 문자열을 이어 붙이면
"()"+"(())()"="()(())()"가 됩니다.
풀이
침착하게 문제 지문에서 주어진 알고리즘을 구현하기 위한 함수들을 하나씩 구현해나갔다.
seperate_u(str): 문자열을 u와 v로 분리하는 함수(균형잡힌 괄호 문자열 분리)
def seperate_u(p):
a = 0
for idx, i in enumerate(p):
if i == '(':
a += 1
else:
a -= 1
if a == 0:
return str(p[:(idx+1)]), str(p[(idx+1):])
- 입력된 문자열 앞에서부터 차례대로 체크하며
(가 나타나면 a에 1을 추가,)가 나타나면 1을 빼준다. - 그렇게 되면 어느 순간
(과)의 갯수가 맞게 되어 a가 0이 된다.- 거기까지 탐색한 문자열을 u로, 남은 문자열을 v로 반환한다.
check(str): 문자열이 올바른 괄호인지 판단하는 함수
def check(p): # 올바른 괄호 문자열인지 체크하는 함수, T/F 반환
q = []
for i in p:
if i == '(':
q.append(i)
else:
if q == []:
return False
else:
q.pop()
return True
- 문자열을 앞에서부터 차례로 탐색한다.
(가 탐색되면 큐(q)에 추가한다.)가 탐색되면 큐에 담긴(을 pop(제거)한다.- 이 때, 큐에 아무것도 없는 상태에서
)가 탐색된다면 False를 반환한다.- 이 경우는 괄호가 열리지 않은 상태에서 닫혀버린 경우이므로, 올바른 괄호 문자열이 아니다.
- 문자열 끝까지 별 문제없이 큐에
(이 추가되고 제거되는 과정이 진행되었다면 이는 올바른 문자열이다.
rev(str): 문자열의 처음과 마지막 문자를 제거하고, 나머지 문자열의 괄호 방향을 뒤집는 함수
def rev(p):
p2 = p[1:-1]
transtab = p2.maketrans("()", ")(")
return p2.translate(transtab)
str.maketrans(intab, outtab)- 맵핑 테이블로써, intab 문자열 내 문자들을 outtab 문자열 내 문자들로 각각 맵핑한다.
- 따라서 intab과 outtab의 길이는 동일해야 한다.(그래야 맵핑이 되므로)
- 맵핑 테이블로써, intab 문자열 내 문자들을 outtab 문자열 내 문자들로 각각 맵핑한다.
str.translate(teanstab)- 위에서 만든 맵핑 테이블을 바탕으로 문자열의 해당 문자를 맵핑된 문자로 치환해준다.
- 결론적으로 코드 3~4열의 의미는 괄호를 반대로 치환하여 반환한다는 의미이다.
solution 함수
def solution(p):
if p == '':
return ''
else:
u, v = seperate_u(p)
if check(u):
return u + solution(v)
else:
return '(' + solution(v) + ')' + rev(u)
- 문제에서 설명한 대로 그대로 코드를 작성했다.
- 빈 문자열이 입력되면 빈 문자열이 반환된다.
- 문자열을 분리하여 u가 올바른 괄호라면 재귀적으로 v에 대하여 다시 일련의 과정을 진행한다.
- u가 올바른 괄호가 아니라면, 문제에서 요구한대로 값을 반환한다.
나가며
문제지문에서 요구한 알고리즘을 그대로 코드로 구현해보니 원하는 결과가 나오는 것은 확인했다.
그러나 왜 이 알고리즘이 잘 작동하는지는 아직 제대로 이해를 못했다.
물론 복잡한 알고리즘인만큼 코딩테스트를 출제할 때 이렇게 가이드라인을 주어진 것이겠지만,
혹시 모를 상황을 대비해 이 알고리즘이 통하는 이유에 대하여 더 공부하도록 해야겠다.
Leave a comment