[프로그래머스] 2020 카카오 #2 괄호 변환 (Java)

#2 괄호 변환

난이도 : LEVEL2

유형 : 문자열

코딩테스트 연습 - 괄호 변환

▸ 문제

카카오에 신입 개발자로 입사한 "콘"은 선배 개발자로부터 개발역량 강화를 위해 다른 개발자가 작성한 소스 코드를 분석하여 문제점을 발견하고 수정하라는 업무 과제를 받았습니다. 소스를 컴파일하여 로그를 보니 대부분 소스 코드 내 작성된 괄호가 개수는 맞지만 짝이 맞지 않은 형태로 작성되어 오류가 나는 것을 알게 되었습니다.
수정해야 할 소스 파일이 너무 많아서 고민하던 "콘"은 소스 코드에 작성된 모든 괄호를 뽑아서 올바른 순서대로 배치된 괄호 문자열을 알려주는 프로그램을 다음과 같이 개발하려고 합니다.

용어의 정의

'(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열이 있을 경우, '(' 의 개수와 ')' 의 개수가 같다면 이를 균형잡힌 괄호 문자열이라고 부릅니다.
그리고 여기에 '('와 ')'의 괄호의 짝도 모두 맞을 경우에는 이를 올바른 괄호 문자열이라고 부릅니다.
예를 들어, "(()))("와 같은 문자열은 "균형잡힌 괄호 문자열" 이지만 "올바른 괄호 문자열"은 아닙니다.
반면에 "(())()"와 같은 문자열은 "균형잡힌 괄호 문자열" 이면서 동시에 "올바른 괄호 문자열" 입니다.

'(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열 w가 "균형잡힌 괄호 문자열" 이라면 다음과 같은 과정을 통해 "올바른 괄호 문자열"로 변환할 수 있습니다.

1. 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다.
2. 문자열 w를 두 "균형잡힌 괄호 문자열" u, v로 분리합니다. 단, u는 "균형잡힌 괄호 문자열"로 더 이상 분리할 수 없어야 하며, v는 빈 문자열이 될 수 있습니다.
3. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다.
     3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다.
4. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니라면 아래 과정을 수행합니다.
     4-1. 빈 문자열에 첫 번째 문자로 '('를 붙입니다.
     4-2. 문자열 v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행한 결과 문자열을 이어 붙입니다.
     4-3. ')'를 다시 붙입니다.
     4-4. u의 첫 번째와 마지막 문자를 제거하고, 나머지 문자열의 괄호 방향을 뒤집어서 뒤에 붙입니다.
     4-5. 생성된 문자열을 반환합니다.

"균형잡힌 괄호 문자열" p가 매개변수로 주어질 때, 주어진 알고리즘을 수행해 "올바른 괄호 문자열"로 변환한 결과를 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

▸ 매개변수 설명

• p는 '(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열이며 길이는 2 이상 1,000 이하인 짝수입니다.
• 문자열 p를 이루는 '(' 와 ')' 의 개수는 항상 같습니다.
• 만약 p가 이미 "올바른 괄호 문자열"이라면 그대로 return 하면 됩니다.

 

문제 풀이  

처음에 보고 금방 풀 수 있겠다하고 했는데 계속 50%정도의 정답률이 뜨는 것을 보고 도대체 뭘 놓쳤을까 했는데 문제를 놓치고 있었다. 문제에서 요구한 올바른 괄호 문자열이랑 내가 뇌피셜로 만든 올바른 괄호 문자열의 기준이 달랐다. 

 

보통 ))(( 이 괄호가 있으면 (())로 바꾸는게 맞겠지? 라고 생각이 들겠지만 해당 문제의 요구사항대로하면 이는 오답이다. 해당 문제는 ))((를 올바른 괄호 문자열 ()()로 반환해주길 원했다. 이유는 없다. 그냥 문제에서 규정한 올바른 괄호 문자열을 만드는 규칙이 있기 때문이다. 정해진 규칙이 따로 있었는데 나는 그것을 간과하고 풀었다. 이런 문제는 빨리 풀고 넘어가야지 하는 생각이 있어서 그런가 역시 최대의 적은 나 자신인 것 같다. 그냥 문제에서 주어진 수도코드를 그대로 설계해주면 금방 풀 수 있다.

 

구상

문자열들을 쪼개어 올바른 괄호 문자열을 만드는 분할정복 문제이다. 재귀 호출로 최하위 부분 문제까지 접근하여 문제에서 주어진 규칙대로 문자열을 재구성해주면 된다. 사실상 문제 수도코드를 그냥 따라하면 되므로 그냥 그 규칙을 이해하고 설계해주면 된다.

 

규칙 이해하기

1. 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다. if(p.length()==0) return "";
2. 문자열 w를 두 "균형잡힌 괄호 문자열" u, v로 분리합니다. 단, u는 "균형잡힌 괄호 문자열"로 더 이상 분리할 수 없어야 하며, v는 빈 문자열이 될 수 있습니다
3.  if(isPerfect(u)) 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다. 
   1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다.  return u + solve(v);
4. 중요! if(!isPerfect(u)) 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니라면 아래 과정을 수행합니다. 
   1. 빈 문자열에 첫 번째 문자로 '('를 붙입니다.
   2. 문자열 v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행한 결과 문자열을 이어 붙입니다.
   3. ')'를 다시 붙입니다. 
   4. u의 첫 번째와 마지막 문자를 제거하고, 나머지 문자열의 괄호 방향을 뒤집어서 뒤에 붙입니다. preProcessing(u);
   5. 생성된 문자열을 반환합니다. return '(' + solve(v) +')' + preProcessing(u);

 

설계

전체적인 문제의 설계는 사실상 다 되어있으므로 요구하는 메소드를 차례차례 설계해주면 된다.

1. '균형잡은 괄호 문자열 ' 여부  조사 메소드  isBalanced(String str)

균형잡인 괄호 문자열은 '('의 갯수와 ')'의 갯수가 일치해야 한다. 해당 갯수들을 카운트 후 일치하면 true, 일치하지 않으면 false를 반환해준다.

 

2. 올바른 괄호 문자열 여부 조사 메소드 isPerfect(String str)

올바른 괄호 문자열은 (), (())와 같이 괄호가 잘 닫혀야한다. 이는 자료구조 Stack을 활용하여 (와 )를 매치시켜주면서 매칭이 되지 않으면 false, 모든 문자열의 탐색이 종료될 때까지 매치가 잘 된다면 true를 반환해준다.

 

3. 문자열 u 데이터 전처리 작업 메소드 4-4. 로직 preProcessing(String str)

문제에서 요구한 사항으로 올바른 괄호 문자열이 아닐 때 문자열을 u를 전처리 작업을 해줘야 한다. u의 첫번째와 마지막 문자를 제거하고 '('는 ')'로, ')'는 '('로 뒤집어서 반환해주면 된다.

 

풀이 코드 

import java.util.Stack;

class Solution {
    public String solution(String p) {
        if(p.length()==0) return "";
        return solve(p,2);
    
	}
	static String solve(String p, int r) {
		if(p.length()==0) return "";
		String divide = p.substring(0,r);
		while(!isBalanced(divide)) {
			r +=2;
			divide = p.substring(0,r);
		}
		String rest = p.substring(r, p.length());
		
		if(isPerfect(divide)) {
			return divide+solve(rest,2);
		}else {
			
			return "("+ solve(rest,2) + ")" +preProcessing(divide);
		}
	
	}
	
	static String preProcessing(String str) {
		String s = "";
		for(int i=1; i<str.length()-1; i++) {
			char c = str.charAt(i);
			if(c=='(') {
				s+=')';
			}else {
				s+='(';
			}
		}
		return s;
	}
    
	static boolean isBalanced(String str) {
		Stack<Character> s = new Stack<>();
		int f1=0, f2=0;
		for(int i=0; i<str.length(); i++) {
			char c = str.charAt(i);
			if(c=='(') {
				f1++;
			}else {
				f2++;
			}
		}
		if(f1==f2) return true;
		else return false;
		
	}

	static boolean isPerfect(String str) {
		Stack<Character> s = new Stack<>();
		for(int i=0; i<str.length(); i++) {
			char c = str.charAt(i);
			if(c=='(') {
				s.push(c);
			}else {
				if(s.isEmpty()) {
					return false;
				}else {
					s.pop();
				}
			}
		}
		if(!s.isEmpty()) return false;
		return true;
	}
}