수식최대화 - 2020 카카오 인턴십 코딩테스트(파이썬)

나도 카카오 문제를 풀어봤다!

 

 

문제

IT 벤처 회사를 운영하고 있는 라이언은 매년 사내 해커톤 대회를 개최하여 우승자에게 상금을 지급하고 있습니다. 이번 대회에서는 우승자에게 지급되는 상금을 이전 대회와는 다르게 다음과 같은 방식으로 결정하려고 합니다.

해커톤 대회에 참가하는 모든 참가자들에게는 숫자들과 3가지의 연산 문자(+, -, *) 만으로 이루어진 연산 수식이 전달되며, 참가자의 ‘미션’은 전달받은 수식에 포함된 연산자의 우선순위를 자유롭게 재정의하여 만들 수 있는 가장 큰 숫자를 제출하는 것입니다.

단, 연산자의 우선순위를 새로 정의할 때 같은 순위의 연산자는 없어야 합니다. 즉, + > - > * 또는 - > * > + 등과 같이 연산자 우선순위를 정의할 수 있으나 +,* > - 또는 * > +,-처럼 2개 이상의 연산자가 동일한 순위를 가지도록 연산자 우선순위를 정의할 수는 없습니다. 수식에 포함된 연산자가 2개라면 정의할 수 있는 연산자 우선순위 조합은 2! = 2가지이며, 연산자가 3개라면 3! = 6가지 조합이 가능합니다.

만약 계산된 결과가 음수라면 해당 숫자의 절댓값으로 변환하여 제출하며 제출한 숫자가 가장 큰 참가자를 우승자로 선정하며, 우승자가 제출한 숫자를 우승상금으로 지급하게 됩니다.

예를 들어 참가자 중 네오가 아래와 같은 수식을 전달받았다고 가정합니다.

"100-200*300-500+20"

일반적으로 수학 및 전산학에서 약속된 연산자 우선순위에 따르면 더하기와 빼기는 서로 동등하며 곱하기는 더하기, 빼기에 비해 우선순위가 높아 * > +,- 로 우선순위가 정의되어 있습니다.

대회 규칙에 따라 + > - > * 또는 - > * > + 등과 같이 연산자 우선순위를 정의할 수 있으나 +,* > - 또는 * > +,-처럼 2개 이상의 연산자가 동일한 순위를 가지도록 연산자 우선순위를 정의할 수는 없습니다.

수식에 연산자가 3개 주어졌으므로 가능한 연산자 우선순위 조합은 3! = 6가지이며, 그 중 + > - > * 로 연산자 우선순위를 정한다면 결괏값은 22,000원이 됩니다.
반면에 * > + > - 로 연산자 우선순위를 정한다면 수식의 결괏값은 -60,420 이지만, 규칙에 따라 우승 시 상금은 절댓값인 60,420원이 됩니다.

참가자에게 주어진 연산 수식이 담긴 문자열 expression이 매개변수로 주어질 때, 우승 시 받을 수 있는 가장 큰 상금 금액을 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

 

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코드

from itertools import permutations
from collections import deque

def solution(expression):
    numlst, exLst, rst = [], [], []
    lastExIdx = 0
    for idx, c in enumerate(expression):
        if c in ['+', '*', '-']:
            exLst.append(c)
            numlst.append(int(expression[lastExIdx:idx]))
            lastExIdx=idx+1
    numlst.append(int(expression[lastExIdx:]))

    exPer = permutations(set(exLst))
    for t in exPer:
        currNums, currExs = deque(numlst), deque(exLst)
        for ex in t:
            numsStk, exsStk = [], []
            numsStk.append(currNums.popleft())
            while currExs:
                tmp = currExs.popleft()
                if tmp == ex:
                    if ex == '+':
                        numsStk.append(numsStk.pop() + currNums.popleft())
                    if ex == '-':
                        numsStk.append(numsStk.pop() - currNums.popleft())
                    if ex == '*':
                        numsStk.append(numsStk.pop() * currNums.popleft())
                else:
                    numsStk.append(currNums.popleft())
                    exsStk.append(tmp)
            currNums = deque(numsStk)
            currExs  = deque(exsStk)
        rst.append(numsStk.pop())
    return max(set(map(abs, rst)))

 

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풀이

   numlst, exLst, rst = [], [], []
    lastExIdx = 0
    for idx, c in enumerate(expression):
        if c in ['+', '*', '-']:
            exLst.append(c)
            numlst.append(int(expression[lastExIdx:idx]))
            lastExIdx=idx+1
    numlst.append(int(expression[lastExIdx:]))

 정규식을 써야될 것 같은 문제인데 안쓰고 풀어보았다. 어차피 연산자는 '+, -, *' 셋 중 하나니까, 이 세 문자를 기준으로 숫자와 연산자를 구분하여 numlst와 exlst에 삽입하였다.

 

    exPer = permutations(set(exLst))
    for t in exPer:
        currNums, currExs = deque(numlst), deque(exLst)
        for ex in t:
            numsStk, exsStk = [], []
            numsStk.append(currNums.popleft())
            # 연산
            currNums = deque(numsStk)
            currExs  = deque(exsStk)
        rst.append(numsStk.pop())
    return max(set(map(abs, rst)))

 현재 보유한 연산자의 종류를 set을 이용하여 구하고, 이 연산자로 구할 수 있는 모든 순열의 조합을 구하기 위해 permutations를 이용하였다. 이제 각 순열에서 주어진 연산자 순서대로 계산을 하기 위해 위와 같이 foreach문들을 사용하였다. 계산은 앞에서부터 진행되므로 가장 앞의 숫자와 연산자를 효율적으로 꺼내기 위해 deque를 사용하였다.

 

 연산은 스택을 이용하여 진행하였으며, 연산이 끝난 후 스택에 저장된 값들을 deque로 변환하여 currNums와 currExss를 갱신하였다. 그리고 한 연산자 순열의 계산이 끝난 후 결과를 rst 리스트에 추가하였다가 함수 실행이 끝나면 최대값을 리턴하도록 설계하였다.

 

            while currExs:
                tmp = currExs.popleft()
                if tmp == ex:
                    if ex == '+':
                        numsStk.append(numsStk.pop() + currNums.popleft())
                    if ex == '-':
                        numsStk.append(numsStk.pop() - currNums.popleft())
                    if ex == '*':
                        numsStk.append(numsStk.pop() * currNums.popleft())
                else:
                    numsStk.append(currNums.popleft())
                    exsStk.append(tmp)

 

위 코드블럭에서 '#연산' 에 해당하는 부분. 평범하게 스택을 이용하여 계산하였다.

 

...

 

 문제의 난이도가 높아지면서 점점 코드가 길어지고 있는데, 이제 기능들을 함수로 분리해야겠다는 생각도 든다. 이렇게 글을 쓰면서 되돌아보니 전체 문제를 하나의 함수로 구현하다보니 기능들을 어떻게 잘라서 해설해야할지 굉장히 애매하다는 생각이 들었다. 이 글을 읽는 사람에게도 별로 좋지 못할듯한 느낌이다.

 

 

공식 해설은 여기에

https://tech.kakao.com/2020/07/01/2020-internship-test/