[C++] 프로그래머스 : 조이스틱

Question

조이스틱으로 알파벳 이름을 완성하세요. 맨 처음엔 A로만 이루어져 있습니다.
ex) 완성해야 하는 이름이 세 글자면 AAA, 네 글자면 AAAA

조이스틱을 각 방향으로 움직이면 아래와 같습니다.

▲ - 다음 알파벳
▼ - 이전 알파벳 (A에서 아래쪽으로 이동하면 Z로)
◀ - 커서를 왼쪽으로 이동 (첫 번째 위치에서 왼쪽으로 이동하면 마지막 문자에 커서)
▶ - 커서를 오른쪽으로 이동 (마지막 위치에서 오른쪽으로 이동하면 첫 번째 문자에 커서)

예를 들어 아래의 방법으로 "JAZ"를 만들 수 있습니다.

- 첫 번째 위치에서 조이스틱을 위로 9번 조작하여 J를 완성합니다.
- 조이스틱을 왼쪽으로 1번 조작하여 커서를 마지막 문자 위치로 이동시킵니다.
- 마지막 위치에서 조이스틱을 아래로 1번 조작하여 Z를 완성합니다.
따라서 11번 이동시켜 "JAZ"를 만들 수 있고, 이때가 최소 이동입니다.

만들고자 하는 이름 name이 매개변수로 주어질 때, 이름에 대해 조이스틱 조작 횟수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 만드세요.

 

제약사항

• name은 알파벳 대문자로만 이루어져 있습니다.
• name의 길이는 1 이상 20 이하입니다.

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Solution

가능한 최선의 수행 시간(Best Conceivable Runtime(BCR)

최소한 모든 문자를 한 번씩은 살펴봐야 하므로 문자열의 길이를 s라 하였을 때 BCR은 O(s)이다.

고려사항

1. A로만 이루어진 경우
2. A로 시작하는 경우
3. A가 중간중간 존재하는 경우
   
   

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Solution1

이 문제의 제약 조건보면 최초의 모든 문자가 'A'로만 설정이 되어있다는 점이다. 예를 들어 완성시켜야 하는 문자가 ABCD라면 최초의 문자열의 상태는 AAAA라는 뜻이다. 따라서 알파벳을 찾는 과정은 고려할 필요가 없고, 조이스틱을 위/아래로 최소로 움직여 알파벳을 찾는 과정은 복잡한 과정 없이 O(1) 시간에 찾을 수 있다. 

 

즉, 문제에서 고려해야할 부분은 조이스틱을 좌/우로 움직여 최소 이동 값을 찾는 것으로, 방법은 크게 두가지를 생각해볼 수 있다. 

 

case 1. 조이스틱을 원점에서부터 한 방향으로 쭉 이동시킬 때

-> JEROEN 로 된 문자열이 있을 경우, 한 방향으로 쭉 이동시키며 찾는 값이 최소 이동거리이다. 이 경우 최소 이동거리는 s(문자열의 길이) - 1이다.  

 

case 2. 조이스틱을 원점에서부터 한 쪽 방향으로 이동시키며 탐색한 후, 다시 그 역방향으로 탐색할 때 

최초 원점에서 한 쪽 방향으로만 이동하며 알파벳을 찾는 방법은, 문자열 중간에 들어있는 A의 개수가 많고 문자열의 뒤 쪽에 바꿔줘야 하는 문자가 있을 때 불리한 방법이다.

 

예를 들어, 아래와 같은 문자열을 찾는다고 할 때, 원점으로 부터 오른쪽 방향으로만 혹은 왼쪽 방향으로만 찾는 방법은 오른쪽으로 가다가 다시 반대로 움직이는 방법에 비해 불리하다.

오른쪽 방향으로 B -> B -> C 만큼 이동후 다시 왼쪽으로 B->B->F 로 찾는 방법이 왼쪽/오른쪽으로 조이스틱을 5번만 움직이면 된다.

	B	B	C	A	A	A	A	A	F
오른쪽	0	1	2	3	4	5	6	7	8
왼쪽	0	8	7	6	5	4	3	2	1
오른쪽 후 왼쪽	0(->)/4(<-)	1(->)/3(<-)	2						5

 

그렇다면 이를 어떻게 일반화시킬지 생각을 해보아야 한다. 

 

최초 원점 기준 오른쪽 문자 중 하나의 index를 x라 하고, 그 다음 'A'가 아닌 문자의 index를 y라 할 때

1. 원점을 기준으로 x까지 탐색하고 다시 역방향으로 y를 탐색했을 때 이동거리

2. 원점을 기준으로 역방향으로 y까지 탐색하고 다시 정방향으로 x를 탐색했을 때 이동거리. 

로 이렇게 두 가지를 고려할 수 있고, 둘 중 작은 값이 최소 이동거리이다. 

 

즉, 문자열의 길이를 n이라 하였을 때, case 2는

      min( x + x + n - y(1번) , (n - y) + (n - y)  + x) 

=>  min(2x + n - y , x + 2n - 2y) 로 나타낼 수 있다. 여기서 x+n-y는 중복되므로

=>  x + n - y + min(x, n-y)이다.

 

 

최종적으로 case 1과, case 2중 더 작은 값을 찾으면 된다. 이를 구현한 코드는 아래와 같다.

#include <string>
#include <vector>

using namespace std;
int alpha_to_move[26] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};

int solution(string name) {
    int answer = 0;
    int n = name.length();
    // case 1 : 한 방향으로 조이스틱을 움직일 때 최소 이동 거리 
    int min_move = n - 1; 
    
    for(int x = 0; x<n; x++){
        answer += alpha_to_move[name[x] - 'A'];
        
        // case 2
        int y = x + 1; 
        while(y < n && name[y] == 'A') y++; 
        
        min_move = min(min_move, x + n - y + min(x, n - y));
    }
    
    answer += min_move;
    return answer;
}

• Time complexity : O(n), 문자열의 길이만큼만 방문하면 된다.
• Space Complexity : O(1), 각 알파벳을 찾기 위한 이동거리를 저장하는 공간을 사용하였지만, 해당 부분은 14 미만과 14 이상일 때 if문으로 갈라 쉽게 구현할 수 있으므로, 고려하지 않았다. 

출처 : 코딩 테스트 연습 - 조이스틱 | 프로그래머스 스쿨 (programmers.co.kr)

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