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프로그래머스 | Level 2 | 조이스틱

jynn@catsriding.com
Oct 28, 2024
Published byJynn
999
프로그래머스 | Level 2 | 조이스틱

Programmers | Level 2 | 조이스틱

Problems

󰧭 Description

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.

 Constraints

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

󰦕 Examples

nameresult
"JEROEN"56
"JAN"23

Solutions

󰘦 Code

Solution.java
import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(String name) {
        int length = name.length();
        int alphabetMoves = 0;  // 알파벳 변경 횟수 총합
        int cursorMoves = length - 1;  // 커서 이동 최소 횟수
        
        // 알파벳 변경 횟수 계산
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            char alphabet = name.charAt(i);
            alphabetMoves += Math.min(alphabet - 'A', 'Z' - alphabet + 1);
        }

        // 커서 이동 최소 횟수 계산
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int next = i + 1;
            // 연속된 "A" 위치 찾기
            while (next < length && name.charAt(next) == 'A') {
                next++;
            }
            int currentMoves = i + length - next + Math.min(i, length - next);  // 현재 커서 이동 계산
            cursorMoves = Math.min(cursorMoves, currentMoves);  // 최소 이동 횟수 갱신
        }

        // 알파벳 변경과 커서 이동 합산 결과 반환
        return alphabetMoves + cursorMoves;
    }
}

 Approaches

이 문제는 목표 문자열의 각 위치로 이동하여 필요한 문자로 변경하는 최소 횟수를 구하는 탐욕법(Greedy) 알고리즘 문제입니다. 문자열의 각 문자에 대해 알파벳 변경 횟수와 커서 이동 횟수를 계산한 후, 두 값의 합이 최종 답이 됩니다.

1. 문제 분석

주어진 문자열을 목표 이름으로 변경하기 위해 각 위치에서 알파벳 변경 횟수와 커서 최소 이동 횟수를 구해야 합니다. 알파벳 변경 횟수는 각 문자와 A 간의 거리로 간단히 계산할 수 있지만, 커서 이동 횟수를 최소화하는 것은 더 복잡한 문제입니다. 기본적으로 문자열이 A로 시작하기 때문에, 이미 A인 위치는 변경이 필요 없으며, 이러한 A 구간을 효과적으로 건너뛰는 방향을 설정하는 것이 중요합니다.

조이스틱 이동 횟수를 줄이기 위해서는 연속된 A 구간을 우회하거나 건너뛰는 최적의 좌우 이동 경로를 찾는 것이 핵심입니다. 예를 들어, 연속된 A 구간을 빠르게 지나치거나 필요에 따라 뒤로 돌아가는 방식으로 이동 횟수를 최소화할 수 있습니다.

2. 접근 방식

이 문제는 두 가지 부분으로 나눠서 해결합니다:

  1. 알파벳 변경 횟수 계산: 각 위치의 문자와 A 사이의 거리를 기준으로 상하 이동 횟수를 계산하여, 알파벳 변경에 필요한 최소 이동 횟수를 구합니다.
  2. 커서 이동 최소 횟수 계산: 조이스틱을 좌우로 이동하면서 각 위치의 문자들을 모두 변경할 때 필요한 최소 커서 이동 횟수를 구합니다. 연속된 A 부분을 건너뛰는 최적의 이동 경로를 계산하여 최소 커서 이동을 구현합니다.
3. 알파벳 변경 횟수 계산

각 문자를 목표 알파벳으로 변경하는 데 필요한 최소 횟수를 계산합니다. 현재 문자가 A에 가까운지, Z에 가까운지에 따라 상하 이동 횟수가 달라지므로, 두 경로 중 더 짧은 이동 거리를 선택해 누적합니다. 목표 문자가 A에서 가까운 경우에는 알파벳 순서대로 상향 이동하는 것이 유리하고, 반대로 Z에 가까운 경우에는 하향 이동하는 것이 유리합니다. 이렇게 각 위치의 문자 변경에 필요한 최소 이동 횟수를 모두 합산해 최종 변경 횟수를 구합니다.

Solution.java
int alphabetMoves = 0;
for (int i = 0; i < length; i++) {
    char alphabet = name.charAt(i);
    // 상하 이동 최소 횟수 계산:
    // A로부터 상향 이동 횟수: alphabet - 'A'
    // Z로부터 하향 이동 횟수: 'Z' - alphabet + 1
    alphabetMoves += Math.min(alphabet - 'A', 'Z' - alphabet + 1);
}
4. 커서 이동 최소 횟수 계산

조이스틱의 좌우 이동을 최소화하려면, 연속된 A 구간을 효과적으로 건너뛰는 경로를 찾아야 합니다. 목표는 각 위치를 돌아다니며 필요한 곳에서만 커서를 이동시키는 최적의 경로를 설정하는 것입니다. 이를 위해 가능한 모든 이동 경로를 탐색하며, 각 경로의 커서 이동 횟수를 계산하여 최솟값을 추적합니다.

  1. 전체 오른쪽 이동 경로: 가장 단순한 경로는 커서를 처음부터 끝까지 한 방향으로만 이동하는 것입니다. 이 경로를 초기값으로 설정합니다.
  2. 연속된 A 구간 건너뛰기: 최적화를 위해 연속된 A 구간을 건너뛰거나 우회하는 경로를 고려합니다. 특정 위치에서 연속된 A 구간이 나오면, 이 구간을 지나친 다음에 다시 돌아오는 방식으로 커서 이동 횟수를 줄일 수 있습니다.
  3. 최소 이동 횟수 계산: 각 위치에서 다음 연속된 A 구간의 끝까지 이동한 후, 해당 위치까지의 커서 이동 횟수를 계산합니다. 이동 경로는 처음부터 해당 위치까지 이동한 거리와, 연속된 A 구간 이후 남은 문자열의 길이에 따라 조합됩니다.

이 과정을 통해 좌우 이동 경로를 최적화하여 최소 이동 횟수를 찾을 수 있습니다.

Solution.java
int cursorMoves = length - 1;  // 전체 오른쪽으로만 이동할 경우의 초기 이동 횟수
for (int i = 0; i < length; i++) {
    int next = i + 1;
    // 연속된 A 위치를 찾기 위해 다음 위치로 이동
    while (next < length && name.charAt(next) == 'A') {
        next++;
    }
    // 현재 커서 이동 계산:
    // i: 현재 위치까지 이동한 횟수
    // length - next: 연속된 A 구간 이후 남은 문자열 길이
    int required = i + length - next;  // 특정 위치까지 필수로 이동해야 하는 커서 경로
    int adjustment = Math.min(i, length - next);  // 돌아가는 이동과 우회 중 최소 이동 거리 선택
    int currentMoves = required + adjustment; //  총 이동 거리
    cursorMoves = Math.min(cursorMoves, currentMoves);  // 최소 이동 횟수 갱신
}

예를 들어, JANEAAAAJ라는 문자열을 고려했을 때 각 위치에서의 이동 거리가 변동되는 과정은 다음과 같습니다.

현재 위치현재 문자A 다음 위치남은 거리필수 이동 거리최적 조정 거리총 이동 거리
iname[i]nextlength - nextrequiredadjustmentcurrentMoves
0J29 - 2 = 70 + 7 = 707
1A29 - 2 = 71 + 7 = 819
2N39 - 3 = 62 + 6 = 8210
3E89 - 8 = 13 + 1 = 415 ✓
4A89 - 8 = 14 + 1 = 516
5A89 - 8 = 15 + 1 = 617
6A89 - 8 = 16 + 1 = 718
7A89 - 8 = 17 + 1 = 819
8J99 - 9 = 08 + 0 = 808

먼저 커서를 왼쪽으로 이동하여 오른쪽 끝에 있는 J를 처리한 후, 다시 오른쪽 방향으로 이동하며 순차적으로 J, A, N, E를 완성하면 총 5회 이동으로 이름을 입력 할 수 있습니다. 이를 통해 커서는 연속된 A 구간을 효과적으로 우회하며, 최적의 경로를 따라 최소한의 이동 횟수로 목표 문자열을 완성할 수 있습니다.

5. 알파벳 변경과 커서 이동 합산

알파벳 변경 횟수와 커서 이동 횟수의 합산이 최종 결과로, 목표 문자열을 이루기 위한 최소 조이스틱 조작 횟수를 반환합니다.

Solution.java
// 알파벳 변경과 커서 이동 합산 결과 반환
return alphabetMoves + cursorMoves;

󰄉 Complexity

  • TC: O(n)
  • 💾 SC: O(1)

알파벳 변경과 커서 이동 횟수 계산은 모두 문자열의 길이에 비례하므로 시간 복잡도는 O(n)입니다. 추가적인 배열이나 자료구조를 사용하지 않아 공간 복잡도는 O(1)입니다.

  • Algorithm
  • Greedy