[이것이 코딩 테스트다 with 파이썬] | 그리디 & 구현 | 구현: 시뮬레이션과 완전 탐색

구현(Implementation)

• 구현이란, 머릿속에 있는 알고리즘을 소스코드로 바꾸는 과정이다.

• 흔히 알고리즘 대회에서 구현 유형의 문제란 무엇을 의미할까?
  • 풀이를 떠올리는 것은 쉽지만 소스코드로 옮기기 어려운 문제를 지칭한다.
• 구현 유형의 예시는 다음과 같다.
  • 알고리즘은 간단한데 코드가 지나칠 만큼 길어지는 문제
  • 실수 연산을 다루고, 특정 소수점 자리까지 출력해야 하는 문제
  • 문자열을 특정한 기준에 따라서 끊어 처리해야 하는 문제
  • 적절한 라이브러리를 찾아서 사용해야 하는 문제
• 일반적으로 알고리즘 문제에서의 2차원 공간은 행렬(Matrix)의 의미로 사용된다.

for i in range(5):
    for j in range(5):
        print('(', i, ',', j, ')', end=' ')
    print()

 

 

• 시뮬레이션 및 완전 탐색 문제에서는 2차원 공간에서의 방향 벡터가 자주 활용된다.

# 동, 북, 서, 남
dx = [0, -1, 0, 1] # 행
dy = [1, 0, -1, 0] # 열

# 현재 위치
x, y = 2, 2

for i in range(4):
    # 다음 위치
    nx = x + dx[i]
    ny = y + dy[i]
    print(nx, ny)

<문제> 상하좌우: 문제 설명

• 여행가 A는 N X M 크기의 정사각형 공간 위에 서 있습니다. 이 공간은 1 X 1 크기의 정사각형으로 나누어져 있습니다. 가장 왼쪽 위 좌표는 (1, 1) 이며, 가장 오른쪽 아래 좌표는 (N, N)에 해당합니다. 여행가 A는 상, 하, 좌, 우 방향으로 이동할 수 있으며, 시작 좌표는 항상 (1, 1)입니다. 우리 앞에는 여행가 A가 이동할 계획이 적힌 계획서가 놓여 있습니다.
• 계획서에는 하나의 줄에 띄어쓰기를 기준으로 하여 L, R, U, D 중 하나의 문자가 반복적으로 적혀 있습니다. 각 문자의 의미는 다음과 같습니다.
  • L : 왼쪽으로 한 칸 이동
  • R : 오른쪽으로 한 칸 이동
  • U : 위로 한 칸 이동
  • D : 아래로 한 칸 이동
• 이때 여행가 A가 N X N 크기의 정사각형 공간을 벗어나는 움직임은 무시됩니다. 예를 들어 (1, 1)의 위치에서 L 혹은 U를 만나면 무시됩니다. 다음은 N = 5인 지도와 계획서입니다.

<문제> 상하좌우: 문제 조건

난이도  ●○○ | 풀이 시간 15분 | 시간 제한 2초 | 메모리 제한 128MB

• 입력 조건
  • 첫째 줄에 공간의 크기를 나타내는 N이 주어집니다. (1 <= N <= 100)
  • 둘째 줄에 여행가 A가 이동할 계획서 내용이 주어집니다. (1 <= 이동 횟수 <= 100)
• 출력 조건
  • 첫째 줄에 여행가 A가 최종적으로 도착할 지점의 좌표 (X, Y)를 공백을 기준으로 구분하여 출력합니다.
• 입력 예시
  • 5
  • R R R U D D
• 출력 예시
  • 3 4

<문제> 상하좌우: 문제 해결 아이디어

• 이 문제는 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제이다.
• 일련의 명령에 따라서 개체를 차례대로 이동시킨다는 점에서 시뮬레이션(Simulation) 유형으로도 분류되며 구현이 중요한 대표적인 문제 유형입니다.
  • 다만, 알고리즘 교재나 문제 풀이 사이트에 따라서 다르게 일컬을 수 있으므로, 코딩 테스트에서의 시뮬레이션 유형, 구현 유형, 완전 탐색 유형은 서로 유사한 점이 많다는 정도로만 기억하자.

<문제 > 상하좌우: 답안 예시 (Python)

# N 입력 받기
n = int(input())
x, y = 1, 1
plans = input().split()

# L, R, U, D에 따른 이동 방향
dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [-1, 1, 0, 0]
move_types = ['L', 'R', 'U', 'D']

# 이동 계획을 하나씩 확인하기
for plan in plans:
    # 이동 후 좌표 구하기
    for i in range(len(move_types)):
        if plan == move_types[i]:
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
    # 공간을 벗어나는 경우 무시
    if nx < 1 or ny < 1 or nx > n or ny > n:
        continue
    # 이동 수행
    x, y = nx, ny

print(x, y)

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<문제> 시각: 문제 설명

• 정수 N이 입력되면 00시 00분 00초부터 N시 59분 59초까지의 모든 시각 중에서 3이 하나라도 포함되는 모든 경우의 수를 구하는 프로그램을 작성하세요. 예를 들어 1을 입력했을 때 다음은 3이 하나라도 포함되어 있으므로 세어야 하는 시각입니다.
  • 00시 00분 03초
  • 00시 13분 30초
• 반면에 다음은 3이 하나도 포함되어 있지 않으므로 세면 안되는 시각입니다.
  • 00시 02분 55초
  • 01시 27분 45초

<문제> 시각: 문제 조건

난이도  ●○○ | 풀이 시간 15분 | 시간 제한 2초 | 메모리 제한 128MB

• 입력 조건
  • 첫째 줄에 정수 N이 입력됩니다. (0 <= N <= 23)
• 출력 조건
  • 00시 00분 00초부터 N시 59분 59초까지의 모든 시각 중에서 3이 하나라도 포함되는 모든 경우의 수를 출력합니다.
• 입력 예시
  • 5
• 출력 예시
  • 11475

<문제> 시각: 문제 해결 아이디어

• 이 문제는 가능한 모든 시각의 경우를 하나씩 모두 세서 풀 수 있는 문제이다.
• 하루는 86,400초이므로, 00시 00분 00초부터 23시 59분 59초까지의 모든 경우는 86,400가지이다.
  • 24 * 60 * 60 = 86,400
• 따라서 단순히 시각을 1씩 증가시키면서 3이 하나라도 포함되어 있는지를 확인하면 된다.
• 이러한 유형은 완전 탐색(Brute Forcing) 문제 유형이라고 불린다.
  • 가능한 경우의 수를 모두 검사해보는 탐색 방법을 의미합니다.

<문제> 시각: 답안 예시 (Python)

# N 입력 받기
n = int(input())

count = 0
for i in range(n + 1): # 시
    for j in range(60): # 분
        for k in range(60): # 초
            # 매 시각 안에 '3'이 포함되어 있다면 카운트 증가
            if '3' in str(i) + str(j) + str(k):
                count += 1

print(count)

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<문제> 왕실의 나이트: 문제 설명

• 행복 왕국의 왕실 정원은 체스판과 같은 8 X 8 좌표 평면입니다. 왕실 정원의 특정한 한 칸에 나이트가 서 있습니다. 나이트는 매우 충성스러운 신하로서 매일 무술을 연마합니다.
• 나이트는 말을 타고 있기 때문에 이동을 할 때는 L자 형태로만 이동할 수 있으며 정원 밖으로는 나갈 수 없습니다.

• 나이트는 특정 위치에서 다음과 같은 2가지 경우로 이동할 수 있습니다. 
  1. 수평으로 두 칸 이동한 뒤에 수직으로 한 칸 이동하기
  2. 수직으로 두 칸 이동한 뒤에 수평으로 한 칸 이동하기
• 이처럼 8 x 8 좌표 평면상에서 나이트의 위치가 주어졌을 때 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수를 출력하는 프로그램을 작성하세요. 왕실의 정원에서 행 위치를 표현할 때는 1부터 8로 표현하며, 열 위치를 표현할 때는 a부터 h로 표현합니다.
  • c2에 있을 때 이동할 수 있는 경우의 수는 6가지입니다.

<문제> 왕실의 나이트: 문제 조건

난이도  ●○○ | 풀이 시간 20분 | 시간 제한 1초 | 메모리 제한 128MB

• 입력 조건
  • 첫째 줄에 8 x 8 좌표 평면상에서 현재 나이트가 위치한 곳의 좌표를 나타내는 두 문자로 구성된 문자열이 입력된다. 입력 문자는 a1처럼 열과 행으로 이뤄진다.
• 출력 조건
  • 첫째 줄에 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수를 출력하시오.
• 입력 예시
  • a1
• 출력 예시
  • 2

<문제> 왕실의 나이트: 문제 해결 아이디어

• 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제이다.
• 나이트의 8가지 경로를 하나씩 확인하며 각 위치로 이동이 가능한지 확인한다.
  • 리스트를 이용하여 8가지 방향에 대한 방향 벡터를 정의한다.

<문제> 왕실의 나이트: 답안 예시 (Python)

# 현재 나이트의 위치 입력 받기
input_data = input()
row = int(input_data[1]) # 행
column = int(ord(input_data[0])) - int(ord('a')) + 1 # 열

# 나이트가 이동할 수 있는 8가지 방향 정의
steps = [(-2, -1), (-1, -2), (1, -2), (2, -1), (2, 1), (1, 2), (-1, 2), (-2, 1)]

# 8가지 방향에 대하여 각 위치로 이동이 가능한지 확인
result = 0
for step in steps:
    # 이동하고자 하는 위치 확인
    next_row = row + step[0]
    next_column = column + step[1]
    # 해당 위치로 이동이 가능하다면 카운트 증가
    if next_row >= 1 and next_row <= 8 and next_column >= 1 and next_column <= 8:
        result += 1

print(result)

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<문제> 문자열 재정렬: 문제 설명

• 알파벳 대문자와 숫자(0 ~ 9)로만 구성된 문자열이 입력으로 주어집니다. 이때 모든 알파벳을 오름차순으로 정렬하여 이어서 출력한 뒤에, 그 뒤에 모든 숫자를 더한 값을 이어서 출력합니다.
• 예를 들어 K1KA5CB7이라는 값이 들어오면 ABCKK13을 출력합니다.

<문제> 문자열 재정렬: 문제 조건

난이도  ●○○ | 풀이 시간 20분 | 시간 제한 1초 | 메모리 제한 128MB | 기출 Facebook 인터뷰

• 입력 조건
  • 첫째 줄에 하나의 문자열 S가 주어집니다. (1 ≤ S의 길이 ≤ 10,000)
• 출력 조건
  • 첫째 줄에 문제에서 요구하는 정답을 출력합니다.
• 입력 예시 1
  • K1KA5CB7
• 출력 예시 1
  • 2ABCKK13
• 입력 예시 2
  • AJKDLSI412K4JSJ9D
• 출력 예시 2
  • ADDIJJJKKLSS20

<문제> 문자열 재정렬: 문제 해결 아이디어

• 요구사항대로 충실히 구현하면 되는 문제이다.
• 문자열이 입력되었을 때 문자를 하나씩 확인한다.
  • 숫자인 경우 따로 합계를 계산한다.
  • 알파벳인 경우 별도의 리스트에 저장한다.
• 결과적으로 리스트에 저장된 알파벳을 정렬해 출력하고, 합계를 뒤에 붙여 출력하면 정답이다.

<문제> 문자열 재정렬: 답안 예시 (Python)

data = input()
result = [] # 문자열 넣을 리스트
value = 0 # 숫자 넣을 변수

# 문자를 하나씩 확인하며
for i in data:
    # 알파벳인 경우 결과 리스트에 삽입
    if i.isalpha():
        result.append(i)
    # 숫자는 따로 더하기
    else:
        value += int(i)

# 알파벳을 오름차순으로 정렬
result.sort()

# 숫자가 하나라도 존재하는 경우 가장 뒤에 삽입
if value != 0:
    result.append(str(value))

# 최종 결과 출력 (리스트를 문자열로 변환하여 출력)
print(''.join(result))

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'이것이 취업을 위한 코딩 테스트다 with 파이썬'의 교재를 보고 작성한 내용입니다.