[PCCP] 시뮬레이션 (Simulation) [5]

▼ Why ?

이번 문제도 구현 - 시뮬레이션 유형의 문제로, 문제가 주어준 상황에 맞게 올바른 결과값을 출력하도록 구현해내면 된다. 하지만 지금까지 풀었던 구현 유형의 문제들은 하나의 개체만을 생각했지만, 이 문제 [키패드]는 두 개의 개체(왼손, 오른손)를 신경 써야 하기 때문에 소스 코드로 구현하는데 좀 더 까다로울 것 같아 해결해보려고 한다.

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▼ 키패드

 

문제 정보

스마트폰 전화 키패드의 각 칸에 다음과 같이 숫자들이 적혀 있습니다.

이 전화 키패드에서 왼손과 오른손의 엄지손가락만을 이용해서 숫자만을 입력하려고 합니다.
맨 처음 왼손 엄지손가락은 * 키패드에 오른손 엄지손가락은 # 키패드 위치에서 시작하며, 엄지손가락을 사용하는 규칙은 다음과 같습니다.

1. 엄지손가락은 상하좌우 4가지 방향으로만 이동할 수 있으며 키패드 이동 한 칸은 거리로 1에 해당합니다.
2. 왼쪽 열의 3개의 숫자 1, 4, 7을 입력할 때는 왼손 엄지손가락을 사용합니다.
3. 오른쪽 열의 3개의 숫자 3, 6, 9를 입력할 때는 오른손 엄지손가락을 사용합니다.
4. 가운데 열의 4개의 숫자 2, 5, 8, 0을 입력할 때는 두 엄지손가락의 현재 키패드의 위치에서 더 가까운 엄지손가락을 사용합니다.
   
   1. 만약 두 엄지손가락의 거리가 같다면, 오른손잡이는 오른손 엄지손가락, 왼손잡이는 왼손 엄지손가락을 사용합니다.

순서대로 누를 번호가 담긴 배열 numbers, 왼손잡이인지 오른손잡이인 지를 나타내는 문자열 hand가 매개변수로 주어질 때, 각 번호를 누른 엄지손가락이 왼손인 지 오른손인 지를 나타내는 연속된 문자열 형태로 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

 

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프로그래머스

 

제한 사항

• numbers 배열의 크기는 1 이상 1,000 이하입니다.
• numbers 배열 원소의 값은 0 이상 9 이하인 정수입니다.
• hand는 "left" 또는 "right" 입니다.
  • "left"는 왼손잡이, "right"는 오른손잡이를 의미합니다.
• 왼손 엄지손가락을 사용한 경우는 L, 오른손 엄지손가락을 사용한 경우는 R을 순서대로 이어붙여 문자열 형태로 return 해주세요.

 

입출력 예

 

어떻게 해결해야 할까?

1. 사실 이동을 구현할 개체가 한 개에서 두 개가 된 것일 뿐이기 때문에 개체의 이동을 구현하는 다른 문제들을 해결하듯이 해결하면 될 것 같다
2. 일단 키패드를 2차원 배열의 형태로 저장하자
3. 그리고 왼손의 엄지 손가락과 오른손의 엄지 손가락의 처음 위치를 저장할 변수를 생성한다
4. 키패드에서 '1', '4', 7'를 입력할 때는 무조건 왼손의 엄지를, '3', '6', '9'를 입력할 때는 오른손의 엄지를 사용해야 하기 때문에 고려할 필요가 없다
5. 따라서, '2', '5', '8', '0'을 입력하는 경우만 각 엄지의 현재 위치와 해당 번호 사이의 거리를 계산해 더 가까운 엄지를 사용하도록 하기만 하면 된다
6. 단, 왼손잡이인지 오른손잡이인지 미리 체크하여 거리가 같을 경우 사용할 엄지를 결정한다

 

해결 코드 0

import java.util.*;

class Solution {
    public String solution(int[] numbers, String hand) {
        String result = "";
        // 키패드의 번호 위치 (0 ~ 9)
        int[][] keyPos = {
            {3, 1}, // 0
            {0, 0}, {0, 1}, {0, 2},
            {1, 0}, {1, 1}, {1, 2},
            {2, 0}, {2, 1}, {2, 2},
        };
        // 엄지의 초기 위치
        int[] leftPos = {3, 0}; int[] rightPos = {3, 2};
        
        String whatHanded = (hand.equals("right")) ? "R" : "L";
        
        for(int num : numbers) {
            if(num == 1 || num == 4 || num == 7) {
                leftPos = keyPos[num];
                result += "L";
            } else if(num == 3 || num == 6 || num == 9) {
                rightPos = keyPos[num];
                result += "R";
            } else { 
                int leftDist = Math.abs(leftPos[0] - keyPos[num][0]) + Math.abs(leftPos[1] - keyPos[num][1]);
                int rightDist = Math.abs(rightPos[0] - keyPos[num][0]) + Math.abs(rightPos[1] - keyPos[num][1]);
                
                if(leftDist < rightDist) {  // 왼손의 엄지가 더 가까울 경우
                    leftPos = keyPos[num];
                    result += "L";
                } else if(leftDist == rightDist) {  // 같은 거리에 있을 경우
                    result += whatHanded;
                    if(result.charAt(result.length()-1) == 'L') 
                        leftPos = keyPos[num];
                    else
                        rightPos = keyPos[num];
                } else {  // 오른손의 엄지가 더 가까울 경우
                    rightPos = keyPos[num];
                    result += "R";
                }
            }
        }
        
        return result;
    }
}

 

해결 코드 1

• 결과값으로 반환할 문자열(' result )을 ' + ' 연산자를 사용하여 문자열을 합쳤더니 메모리 낭비도 심하고 연산 속도가 매우 떨어지는 것을 확인했다
  ➜ StringBuilder class를 이용하여 문자열의 결합 연산을 수행하자

class Solution {
    public String solution(int[] numbers, String hand) {
        String result = "";
        // 키패드의 번호 위치 (0 ~ 9)
        int[][] keyPos = {
            {3, 1}, // 0
            {0, 0}, {0, 1}, {0, 2},
            {1, 0}, {1, 1}, {1, 2},
            {2, 0}, {2, 1}, {2, 2},
        };
        // 엄지의 초기 위치
        int[] leftPos = {3, 0}; int[] rightPos = {3, 2};
        
        String whatHanded = (hand.equals("right")) ? "R" : "L";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        
        for(int num : numbers) {
            if(num == 1 || num == 4 || num == 7) {
                leftPos = keyPos[num];
                sb.append("L");
            } else if(num == 3 || num == 6 || num == 9) {
                rightPos = keyPos[num];
                sb.append("R");
            } else { 
                int leftDist = Math.abs(leftPos[0] - keyPos[num][0]) + Math.abs(leftPos[1] - keyPos[num][1]);
                int rightDist = Math.abs(rightPos[0] - keyPos[num][0]) + Math.abs(rightPos[1] - keyPos[num][1]);
                
                if(leftDist < rightDist) {  // 왼손의 엄지가 더 가까울 경우
                    leftPos = keyPos[num];
                    sb.append("L");
                } else if(leftDist == rightDist) {  // 같은 거리에 있을 경우
                    sb.append(whatHanded);
                    if(sb.charAt(sb.length()-1) == 'L') 
                        leftPos = keyPos[num];
                    else
                        rightPos = keyPos[num];
                } else {  // 오른손의 엄지가 더 가까울 경우
                    rightPos = keyPos[num];
                    sb.append("R");
                }
            }
        }
        
        result = sb.toString();
        
        return result;
    }
}

 

해결 코드 2

• 누를 번호를 받을 때마다 해당 번호와 엄지와의 거리를 계산하는 방식으로 했는데, 누를 수 있는 번호가 많지 않기 때문에 번호 사이의 거리를 미리 계산해둔다면 반복 연산 작업을 줄일 수 있을 것 같아 코드를 다시 작성해보았다
• '1', '4', 7'를 입력할 때는 무조건 왼손의 엄지를, '3', '6', '9'를 입력할 때는 오른손의 엄지를 사용해야 하기 때문에 해당 번호들까지의 거리는 고려하지 않아도 되기 때문에 ' 0 ' 으로 저장해두자

class Solution {
    public String solution(int[] numbers, String hand) {
        String result = "";
        int left = 10; int right = 11;
        int[][] distance = {{0, 0, 3, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0},  // 0에서 다른 번호(0~9)와의 거리
                            {4, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 3, 0},  // 1
                            {3, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0},  // 2
                            {4, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 3, 0},  // 3
                            {3, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0},  // 4
                            {2, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0},  // 5
                            {3, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0},  // 6
                            {2, 0, 3, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0},  // 7
                            {1, 0, 2, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},  // 8
                            {2, 0, 3, 0, 0, 2, 0, 0, 1, 0},  // 9
                            {1, 0, 4, 0, 0, 3, 0, 0, 2, 0},  // * (10)
                            {1, 0, 4, 0, 0, 3, 0, 0, 2, 0}}; // # (11)
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int num : numbers) {
            if(num == 1 || num == 4 || num == 7) {
                left = num;
                sb.append("L");
            } else if (num == 3 || num == 6 || num == 9) {
                right = num;
                sb.append("R");
            }
            else {
                if(distance[left][num] < distance[right][num]) { // 왼손의 엄지가 더 가까운 경우
                    left = num;
                    sb.append("L");
                } else if(distance[left][num] > distance[right][num]) { // 오른손의 엄지가 더 가까운 경우
                    right = num;
                    sb.append("R");
                } else { // 거리가 같은 경우
                    if(hand.equals("left")) {
                        left = num;
                        sb.append("L");
                    } else {
                        right = num;
                        sb.append("R");
                    }
                }
            }
        }
        
        result = sb.toString();
        
        return result;
    }
}

 

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▼ 정리

 

• 문자열(String)을 ' + ' 연산자를 사용하여 결합하는 것은 값이 합쳐진 새로운 String instance를 생성하는 것이기 때문에,  메모리적인 측면에서도 비효율적이고 경우에 따라 time limit가 발생할 수 있다
  
  ➜ StringBuilder(StringBuffer도 기능은 같지만 동기화를 지원한다) class의 append 메서드를 사용하면 성능이 확연하게 향상된다는 사실을 기억해두자
  
  
• 어떤 배열에 다른 배열의 값을 넣어주고 싶을 때 ' leftPos = keyPos[num]; ' 와 같이 하는 방법은 값을 넣어주는 것이 아닌 배열 leftPos의 주소값이 2차원 배열 keyPos[num]을 가리키도록 바꿔주는 것이기 때문에, 두 참조변수가 같은 배열을 가리키게 되는 것이다 
  
  ➜ 이러한 점은 위 문제를 해결하는 데에는 상관이 없겠지만, 만약 하나의 배열(keyPos[num])의 값을 수정해야 하는 경우엔 다른 배열(leftPos)의 값도 같이 수정된다고 볼 수 있어 의도치 않은 결과가 나올 수 있다
  
  ➜ 따라서, 어떤 배열에 다른 배열의 값을 넣어주고 싶을 때엔 for문을 사용하여 배열의 요소에 차례대로 접근해서 값을 넣어주는 방법도 고려해야 한다
  
  
• 이번 문제에선 거리를 계산하는 반복 연산 작업을 없앨 수 있애기 위해서, 번호와의 거리를 미리 계산해두고 해당 번호까지의 거리를 비교해야 할 때마다 값을 꺼내오는 방식으로 바꿔봤더니, 몇몇 테스트 결과에서 연산시간이 줄어든 것을 확인할 수 있었다
  ➜ 이처럼 계산해야 하는 값이 많지 않다면 미리 계산한 값을 저장하여 필요할 때마다 해당 값을 불러오는 방식으로  반복 연산 작업을 줄여 속도를 좀 더 높일 수 있다는 것을 기억해두자