[프로그래머스 lv2] 괄호 변환 (파이썬)

2020 KAKAO BLIND RECRUITMENT 문제입니다.

문제 설명

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.

입출력 예

입출력 예

 

입출력 예에 대한 설명

입출력 예 #1
이미 "올바른 괄호 문자열" 입니다.

입출력 예 #2

• 두 문자열 u, v로 분리합니다.
  • u = ")("
  • v = ""
• u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
  • v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면 빈 문자열이 반환됩니다.
  • u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면 ""이 됩니다.
  • 따라서 생성되는 문자열은 "(" + "" + ")" + ""이며, 최종적으로 "()"로 변환됩니다.

입출력 예 #3

• 두 문자열 u, v로 분리합니다.
  • u = "()"
  • v = "))((()"
• 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열"이므로 그대로 두고, v에 대해 재귀적으로 수행합니다.
• 다시 두 문자열 u, v로 분리합니다.
  • u = "))(("
  • v = "()"
• u가 "올바른 괄호 문자열"이 아니므로 다음과 같이 새로운 문자열을 만듭니다.
  • v에 대해 1단계부터 재귀적으로 수행하면 "()"이 반환됩니다.
  • u의 앞뒤 문자를 제거하고, 나머지 문자의 괄호 방향을 뒤집으면 "()"이 됩니다.
  • 따라서 생성되는 문자열은 "(" + "()" + ")" + "()"이며, 최종적으로 "(())()"를 반환합니다.
• 처음에 그대로 둔 문자열에 반환된 문자열을 이어 붙이면 "()" + "(())()" = "()(())()"가 됩니다.

 

 

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나의 풀이

문제가 너무 길어서 문제 해석부터 애먹은 문제이다.

사실 완벽하게 이해하고 풀었다기 보다는 로직이 주어져 있어서 그대로 코드로 옮긴 구현 문제로 보았다.

물론 그 과정에서 스택의 개념을 사용한다거나 재귀 호출을 사용하는 부분은 있다.

 

문제 풀이는 문제에서 1, 2, 3, 4 번으로 설명한 것을 기준으로 하려고 한다.

step 1

다른 부분과 통합

step 2 (u, v 분리)

def sepUV(p):
    # step 2
    # 왼쪽에서 최소 단위의 균형잡힌 문자열 분리
    left, right = 0, 0
    for i in range(len(p)):
        if p[i] == '(':
            left += 1
        else:
            right += 1
        if left == right:
            u = p[:i+1]
            v = p[i+1:] if i+1 < len(p) else ""
            break
    return u, v

주어진 p에서 u와 v로 쪼개는 함수이다.

왼쪽부터 차례로 검사하여 처음으로 균형잡힌 괄호 문자열이 등장하면 그 부분까지 쪼갠다.

예를 들어 "(()())()" 이 입력 되었다면 "(()())" 와 "()"로 쪼개는 과정이다.

 

나는 이 과정을 '(' 와 ')' 의 개수를 세는 방법으로 풀이했다.

 

개수를 세다가 왼쪽 괄호와 오른쪽 괄호의 수가 같아지면 균형이 맞은 것이다.

이 시점에서 u와 v를 분리한다.

 

이때 주의할 점은 u가 p 전체가 되고, v가 빈 문자열이 되는 경우 v = p[i+1: ] 로만 하면 out of index 오류가 발생할 수 있다.

그렇기에 i+1이 p의 길이보다 작은지 확인 후 그렇지 않다면 빈 문자열을 v에 할당했다.

 

예를 들어 p가 "((()))" 일 경우, u가 p와 같은 "((()))"가 되고, v는 ""(빈 문자열)이 된다.

이때 인덱스인 i는 5일텐데, u = p[ :6] 를 하면 "((()))"가 되지만, v = p[6: ] 을 하면 out of index가 발생한다.

 

이렇게 분리된 u와 v를 return 해준다.

 

step 3 (올바른 괄호 문자열 판별)

def isCorrect(p):
    stack = []
    for c in p:
        if c == '(':
            stack.append(c)
        else:
            if not len(stack):
                return False
            elif stack[-1] == '(':
                stack.pop()
    return False if len(stack) else True

올바른 문자열인가를 판단하는 함수이다.여기서는 스택을 사용했다.매개변수로 입력 받은 p를 순회하며 만약 '('를 만나면 스택에 삽입하고,')' 를 만난 경우, 스택이 비어있다면 올바른 문자열이 아니기 때문에 False를 return.스택에 '('가 들어가 있던 경우라면 pop 을 하며 짝을 제거한다.

 

마지막까지 진행 후 스택이 비어있다면 True, 그렇지 않다면 짝이 맞지 않는 것이기 때문에 False를 return 한다.

 

 

 

전체 로직( step1+step4)

def rec(p):
    result = ""
    if not len(p): return "" # 1
    u,v = sepUV(p)		# 2
    if isCorrect(u):	# 3
        result = u + rec(v) # 3-1
    else:				# 4
        tmp = "("		# 4-1
        tmp += rec(v)	# 4-2
        tmp += ")"		# 4-3
        u = u[1:-1]		# 4-4
        for c in u:
            if c == '(':
                tmp+=')'
            else:
                tmp+='('
        result += tmp
    return result		# 4-5

재귀적으로 계속 반복될 부분이다.

우선 p가 빈 문자열이라면 그대로 빈 문자열을 반환한다.

 

sepUV() 함수로 p에서 u와 v로 분리한 후 isCorrect() 함수로 u가 올바른 괄호 문자열인지 판별한다.

3. u가 올바른 괄호 문자열이라면 v에 대해서 다시 rec() 함수를 실행한 후 그 결과를 u 뒤에 붙인다.

4. u가 올바른 괄호 문자열이 아니라면

4-1. tmp에 '('를 붙이고

4-2. 문자열 v에 대해 rec() 함수를 실행한 결과를 tmp에 붙인다.

4-3. tmp에 ')'를 붙인다

4-4. 슬라이싱으로 첫 번째, 마지막 문자를 제거한 후

for문으로 순회하며 '(' 일 때 ')' 로 바꾸고, ')' 일 때 '(' 로 바꾼다.

그렇게 만들어진 tmp 를 result 뒤에 붙인다.

4-5. result 를 반환한다.

 

 

 

전체 소스 코드 (solution 함수 포함)

def solution(p):
    answer = ''
    if isCorrect(p): return p
    
    answer = rec(p)
    
    return answer

def sepUV(p):
    # step 2
    # 왼쪽에서 최소 단위의 균형잡힌 문자열 분리
    left, right = 0, 0
    for i in range(len(p)):
        if p[i] == '(':
            left += 1
        else:
            right += 1
        if left == right:
            u = p[:i+1]
            v = p[i+1:] if i+1 < len(p) else ""
            break
    return u, v
    
def isCorrect(p):
    stack = []
    for c in p:
        if c == '(':
            stack.append(c)
        else:
            if not len(stack):
                return False
            elif stack[-1] == '(':
                stack.pop()
    return False if len(stack) else True

def rec(p):
    result = ""
    if not len(p): return ""
    u,v = sepUV(p)
    if isCorrect(u):
        result = u + rec(v)
    else:
        tmp = "("
        tmp += rec(v)
        tmp += ")"
        u = u[1:-1]
        for c in u:
            if c == '(':
                tmp+=')'
            else:
                tmp+='('
        result += tmp
    return result

테스트 결과