[프로그래머스/코딩테스트/Python] 수식최대화 문제풀이

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/67257

코딩테스트 연습 - 수식 최대화

 

*풀이참고 (jokerldg님)

https://jokerldg.github.io/algorithm/2021/05/19/maximize-expression.html

프로그래머스 수식 최대화 (python 파이썬) - Tech

 

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문제 설명

 

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 연산문자(+, -, *) 만으로 이루어진 연산 수식이 전달되며, 참가자의 미션은 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 완성해주세요.

 

[제한사항]

• expression은 길이가 3 이상 100 이하인 문자열입니다.
• expression은 공백문자, 괄호문자 없이 오로지 숫자와 3가지의 연산자(+, -, *) 만으로 이루어진 올바른 중위표기법(연산의 두 대상 사이에 연산기호를 사용하는 방식)으로 표현된 연산식입니다. 잘못된 연산식은 입력으로 주어지지 않습니다.
  • 즉, "402+-561*"처럼 잘못된 수식은 올바른 중위표기법이 아니므로 주어지지 않습니다.
• expression의 피연산자(operand)는 0 이상 999 이하의 숫자입니다.
  • 즉, "100-2145*458+12"처럼 999를 초과하는 피연산자가 포함된 수식은 입력으로 주어지지 않습니다.
  • "-56+100"처럼 피연산자가 음수인 수식도 입력으로 주어지지 않습니다.
• expression은 적어도 1개 이상의 연산자를 포함하고 있습니다.
• 연산자 우선순위를 어떻게 적용하더라도, expression의 중간 계산값과 최종 결괏값은 절댓값이 263 - 1 이하가 되도록 입력이 주어집니다.
• 같은 연산자끼리는 앞에 있는 것의 우선순위가 더 높습니다.

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입출력 예

expression	result
"100-200*300-500+20"	60420
"50*6-3*2"	300

 

입출력 예에 대한 설명

 

입출력 예 #1
* > + > - 로 연산자 우선순위를 정했을 때, 가장 큰 절댓값을 얻을 수 있습니다.
연산 순서는 아래와 같습니다.
100-200*300-500+20
= 100-(200*300)-500+20
= 100-60000-(500+20)
= (100-60000)-520
= (-59900-520)
= -60420
따라서, 우승 시 받을 수 있는 상금은 |-60420| = 60420 입니다.

 

입출력 예 #2
- > * 로 연산자 우선순위를 정했을 때, 가장 큰 절댓값을 얻을 수 있습니다.
연산 순서는 아래와 같습니다.(expression에서 + 연산자는 나타나지 않았으므로, 고려할 필요가 없습니다.)
50*6-3*2
= 50*(6-3)*2
= (50*3)*2
= 150*2
= 300
따라서, 우승 시 받을 수 있는 상금은 300 입니다.

 

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문제 풀이

 

연산자의 순서의 순열조합 ( +, -, * 의 3가지 이므로 총 6가지가 있다.)을 이용하여 수식을 계산하고, 최댓값을 찾는 문제다.

다른 사람의 풀이를 보니, 미리 조합을 만들어 놓고 하는 사람도 대부분이었으나,

본인은 re.findall 메서드를 통해 수식에 나오는 연산자들만 찾아 조합을 만드는 식으로 진행했다.

(한 두가지 연산자만 사용하는 경우도 있기 때문)

 

만든 조합대로 수식에 대해 계산하는 방식은 split()메서드를 사용하여 순열조합의 순서대로 먼저 잘게 쪼갠 다음,

밑에서부터 계산하여 올라오는 방식을 선택했다.

처음에는 re.sub() 메서드를 이용하여 하나씩 계산해 나가는 방식을 사용하려 했으나,

같은 연산자가 연속으로 붙어있는 경우 바뀐 수식으로 계산하지 못하는 모습을 보였다.

 

calc 함수를 좀 더 자세히 살펴보자면,

일단, 조합 중 몇번 째를 나타내는 숫자변수 n이 순열조합의 끝에 다다르면, 해당 문자열은 이미 잘게 쪼개진 상태이기 때문에

그대로 string형태로 return해준다.

 

그 다음, 각 조합의 연산자에 따라 문자열을 나누어주고, 나누어진 문자열에 또 다시 함수를 적용시켜준다.

모두 계산된(최소화된) 숫자들이 list에 담기면, 최종적으로 계산하여 return해준다.

 

import re
from itertools import permutations

def calc(permutation, n, exp):
    if n == len(permutation):
        return str(exp)
    if permutation[n] == "*":
        split = exp.split("*")
        temp = []
        for s in split:
            temp.append(calc(permutation, n + 1, s))
            print(temp)
        return str(eval("*".join(temp)))

    if permutation[n] == "+":
        split = exp.split("+")
        temp = []
        for s in split:
            temp.append(calc(permutation, n + 1, s))
            print(temp)
        return str(eval("+".join(temp)))

    if permutation[n] == "-":
        split_data = exp.split("-")
        temp = []
        for s in split_data:
            temp.append(calc(permutation, n + 1, s))
            print(temp)
        return str(eval("-".join(temp)))
        
def solution(expression):
    sum_list = []
    operator = re.findall(r'\D', expression)
    search = list(set(operator))
    permutation = permutations(search, len(search))
    for p in permutation:
        print(p)
        cal = abs(int(calc(p, 0, expression)))
        print(cal)
        sum_list.append(cal)
        
    answer = max(sum_list)
    return answer

 

 

느낀 점 & 배운 점

re.sub()를 고집하려고 하다 보니, 생각보다 풀이가 많이 늦어지고 다른 방법을 찾게 되었다.

코딩테스트 문제를 풀면서 이렇게 뜻대로 되지 않은 적은 거의 처음인 것 같다 ㅜㅜ level 2 문제가 이렇게 어려울 줄이야...

 

참고한 jokerldg님의 블로그에서는 isdigit() 메서드를 통해 exp가 모두 숫자로 이루어져있을 때는 그대로 return하는 방식을 사용했다. 한 가지 또 배운 것 같다.

또한 join()과 split() 메서드가 꽤나 유용하다는 점도 알게되었다. GITY 프로젝트를 할 때도 썼던 메서드들인데, 이렇게도 활용될 줄은 모르고 있었다.

 

배운 기능들

1. itertools의 permutation : 순열조합

2. eval() : 문자열을 수식으로 인식하여 계산

3. 정규표현식 '\D' : 숫자 제외한 모든 것