[Python] programmers, 폰켓몬 Lv.1 (feat.시간 초과, 해시, 한줄)

반짝반짝 알고리즘, 인프준

 

 

 

폰켓몬

문제 링크

프로그래머스

 

문제 설명

당신은 폰켓몬을 잡기 위한 오랜 여행 끝에, 홍 박사님의 연구실에 도착했습니다. 홍박사님은 당신에게 자신의 연구실에 있는 총 N 마리의 폰켓몬 중에서 N/2마리를 가져가도 좋다고 했습니다.

홍박사님 연구실의 폰켓몬은 종류에 따라 번호를 붙여 구분합니다. 따라서 같은 종류의 폰켓몬은 같은 번호를 가지고 있습니다. 예를 들어 연구실에 총 4마리의 폰켓몬이 있고, 각 폰켓몬의 종류 번호가 [ 3번, 1번 , 2번, 3번 ]이라면 이는 3번 폰켓몬 두 마리, 1번 폰켓몬 한 마리, 2번 폰켓몬 한 마리가 있음을 나타냅니다. 이때, 4마리의 폰켓몬 중 2마리를 고르는 방법은 다음과 같이 6가지가 있습니다.

1. 첫 번째( 3번 ), 두 번째( 1번 ) 폰켓몬을 선택
2. 첫 번째( 3번 ), 세 번째( 2번 ) 폰켓몬을 선택
3. 첫 번째( 3번 ), 네 번째( 3번 ) 폰켓몬을 선택
4. 두 번째( 1번 ), 세 번째( 2번 ) 폰켓몬을 선택
5. 두 번째( 1번 ), 네 번째( 3번 ) 폰켓몬을 선택
6. 세 번째( 2번 ), 네 번째( 3번 ) 폰켓몬을 선택

이때, 첫 번째( 3번 ) 폰켓몬과 네 번째( 3번 ) 폰켓몬을 선택하는 방법은 한 종류( 3번 폰켓몬 두 마리 )의 폰켓몬만 가질 수 있지만, 다른 방법들은 모두 두 종류의 폰켓몬을 가질 수 있습니다. 따라서 위 예시에서 가질 수 있는 폰켓몬 종류 수의 최댓값은 2가 됩니다.

당신은 최대한 다양한 종류의 폰켓몬을 가지길 원하기 때문에, 최대한 많은 종류의 폰켓몬을 포함해서 N/2마리를 선택하려 합니다. N마리 폰켓몬의 종류 번호가 담긴 배열 nums가 매개변수로 주어질 때, N/2마리의 폰켓몬을 선택하는 방법 중, 가장 많은 종류의 폰켓몬을 선택하는 방법을 찾아, 그때의 폰켓몬 종류 번호의 개수를 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

제한 조건

• nums는 폰켓몬의 종류 번호가 담긴 1차원 배열입니다.
• nums의 길이(N)는 1 이상 10,000 이하의 자연수이며, 항상 짝수로 주어집니다.
• 폰켓몬의 종류 번호는 1 이상 200,000 이하의 자연수로 나타냅니다.
• 가장 많은 종류의 폰켓몬을 선택하는 방법이 여러 가지인 경우에도, 선택할 수 있는 폰켓몬 종류 개수의 최댓값 하나만 return 하면 됩니다.

 

입출력 예

nums	result
[ 3, 1, 2, 3 ]	2
[ 3, 3, 3, 2, 2, 4 ]	3
[ 3, 3, 3, 2, 2, 2 ]	2

 

입출력 예 설명

입출력 예#1

위 문제 예시와 같습니다.

입출력 예#2

6마리의 폰켓몬이 있으므로, 3마리의 폰켓몬을 골라야 합니다. 가장 많은 종류의 폰켓몬을 고리기 위해서는 3번 폰켓몬 한 마리, 2번 폰켓몬 한 마리, 4번 폰켓몬 한 마리를 고르면 되며, 따라서 3을 return 합니다.

입출력 예#3

6마리의 폰켓몬이 있으므로, 3마리의 폰켓몬을 골라야 합니다. 가장 많은 종류의 폰켓몬을 고르기 위해서는 3번 폰켓몬 한 마리와 2번 폰켓몬 두 마리를 고르거나, 혹은 3번 폰켓몬 두 마리와 2번 폰켓몬 한 마리를 고르면 됩니다. 따라서 최대 고를 수 있는 폰켓몬 종류의 수는 2입니다.

해결 과정

문제를 읽고 combinations(조합) 함수와 set을 활용하여 푸는 방향으로 접근했습니다. 'nums'의 길이를 2로 나눈 값만큼 조합을 만들고 그 조합에서 set으로 중복을 제거한 뒤 최대 길이를 반환하는 로직을 구현했습니다.

from itertools import combinations
def solution(nums):
    # 최대값( 중복을 제거한 조합의 길이 목록 )
    return max([ len(set(i)) for i in list(combinations(nums, int(len(nums)/2)))])

위 코드는 논리가 맞기 때문에 테스트 케이스에서 실행 성공했지만 완전 탐색 하기 때문에 폰켓몬의 종류와 수가 많아질수록 실행시간이 커지면서 대부분의 케이스에서 시간 초과가 발생하게 됩니다.

조합을 만드는 과정 또한 많은 시간이 소요됩니다. 이 문제는 해시 카테고리에 속해있는 문제이므로 해시를 활용해서 코드를 다시 구현해보겠습니다.

같은 종류의 폰켓몬은 같은 해시 값을 가지게 되면서 중복이 제거됩니다. 이 후 전체 종류의 수를 2로 나눈 값과 중복 제거된 종류의 수를 비교하여 전체 종류의 수를 2로 나눈 값이 작다면 즉시 반환하고 그렇지 않으면 중복 제거된 종류의 수를 반환합니다.

def solution(nums):
    n_dict = dict()                   # Hash
    
    for n in nums:
        n_dict[n] = 1                 # 같은 종류의 폰켓몬의 중복이 제거된다.
        
    if len(nums) // 2 <= len(n_dict): # 전체 종류의 수/2와 중복 제거된 종류의 수를 비교
        return len(nums) // 2         # 전체 종류의 수/2값이 작거나 같다면 즉시 반환
    
    return len(n_dict)                # 그렇기 않다면 중복 제거된 종류의 수를 반환

 

 

 

또 다른 풀이

 

def solution(nums):
    # 최솟값( 전체 종류/2, 중복 제거 종류/2 )
    return min(len(nums)/2, len(set(nums)))

아이디어가 돋보이는 코드입니다. 처음에 set을 사용해서 중복을 제거해 주는 것이 포인트입니다.

중복되지 않은 종류를 모두 세었을 때, 전체 포켓몬 숫자 / 2의 결과보다 작다면 해당 종류의 개수가 정답이 될 것입니다. 반면, 중복되지 않은 종류의 개수가 폰켓몬의 숫자 / 2의 결과보다 많다면, 종류가 다르더라도 데려갈 수 없기 때문에 폰켓몬 숫자 / 2가 정답이 됩니다.

함수 활용 & 문제를 이해하는 능력과 코드 길이는 반비례하는 것 같습니다. 작은 아이디어가 대규모 시스템에서 속도와 성능의 큰 차이를 만들어내기 때문에 많은 경험과 여러 문제를 접해보자고 또 다짐하면서 글을 마무리합니다.

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출처: 프로그래머스 코딩 테스트 연습,  https://school.programmers.co.kr/learn/challenges