프로그래머스 | Level 2 | 조이스틱
Programmers | Level 2 | 조이스틱
Problems
- 📘 Src: Programmers
- 🗂️ Cat: Greedy
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
name | result |
---|---|
"JEROEN" | 56 |
"JAN" | 23 |
Solutions
Code
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:
- 알파벳 변경 횟수 계산: 각 위치의 문자와 A 사이의 거리를 기준으로 상하 이동 횟수를 계산하여, 알파벳 변경에 필요한 최소 이동 횟수를 구합니다.
- 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.
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.
- 전체 오른쪽 이동 경로: 가장 단순한 경로는 커서를 처음부터 끝까지 한 방향으로만 이동하는 것입니다. 이 경로를 초기값으로 설정합니다.
- 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.
- 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.
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, JANEAAAAJ
라는 문자열을 고려했을 때 각 위치에서의 이동 거리가 변동되는 과정은 다음과 같습니다.
현재 위치 | 현재 문자 | A 다음 위치 | 남은 거리 | 필수 이동 거리 | 최적 조정 거리 | 총 이동 거리 |
---|---|---|---|---|---|---|
i | name[i] | next | length - next | required | adjustment | currentMoves |
0 | J | 2 | 9 - 2 = 7 | 0 + 7 = 7 | 0 | 7 |
1 | A | 2 | 9 - 2 = 7 | 1 + 7 = 8 | 1 | 9 |
2 | N | 3 | 9 - 3 = 6 | 2 + 6 = 8 | 2 | 10 |
3 | E | 8 | 9 - 8 = 1 | 3 + 1 = 4 | 1 | 5 ✓ |
4 | A | 8 | 9 - 8 = 1 | 4 + 1 = 5 | 1 | 6 |
5 | A | 8 | 9 - 8 = 1 | 5 + 1 = 6 | 1 | 7 |
6 | A | 8 | 9 - 8 = 1 | 6 + 1 = 7 | 1 | 8 |
7 | A | 8 | 9 - 8 = 1 | 7 + 1 = 8 | 1 | 9 |
8 | J | 9 | 9 - 9 = 0 | 8 + 0 = 8 | 0 | 8 |
먼저 커서를 왼쪽으로 이동하여 오른쪽 끝에 있는 J
를 처리한 후, 다시 오른쪽 방향으로 이동하며 순차적으로 J
, A
, N
, E
를 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.
// 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