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문제:

수를 처리하는 것은 통계학에서 상당히 중요한 일이다. 통계학에서 N개의 수를 대표하는 기본 통계값에는 다음과 같은 것들이 있다. 단, N은 홀수라고 가정하자.

1. 산술평균 : N개의 수들의 합을 N으로 나눈 값
2. 중앙값 : N개의 수들을 증가하는 순서로 나열했을 경우 그 중앙에 위치하는 값
3. 최빈값 : N개의 수들 중 가장 많이 나타나는 값
4. 범위 : N개의 수들 중 최댓값과 최솟값의 차이

N개의 수가 주어졌을 때, 네 가지 기본 통계값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에 수의 개수 N(1 ≤ N ≤ 500,000)이 주어진다. 단, N은 홀수이다. 그 다음 N개의 줄에는 정수들이 주어진다. 입력되는 정수의 절댓값은 4,000을 넘지 않는다.

출력:

첫째 줄에는 산술평균을 출력한다. 소수점 이하 첫째 자리에서 반올림한 값을 출력한다.

둘째 줄에는 중앙값을 출력한다.

셋째 줄에는 최빈값을 출력한다. 여러 개 있을 때에는 최빈값 중 두 번째로 작은 값을 출력한다.

넷째 줄에는 범위를 출력한다.

풀이방법:

1. 산술평균 : sum 함수를 통해서 합계를 구하고 N으로 나눈 뒤 round 한다.

2. 중앙값 : 배열을 정렬하고, N//2의 인덱스 값을 출력한다. (항상 홀수 길이를 가지고 있기 때문에 가능)

3. 최빈값 : collections의 Counter를 사용해서 각 값의 출력 횟수를 구하고, most_common으로 빈도수로 정렬한다. 이 때, 최빈값이 여러 개 있는지 확인한 후 적절하게 출력하도록 한다.

4. 범위 : 배열의 최댓값에서 최솟값을 뺀다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/2108

문제:

N×M의 행렬로 표현되는 맵이 있다. 맵에서 0은 이동할 수 있는 곳을 나타내고, 1은 이동할 수 없는 벽이 있는 곳을 나타낸다. 당신은 (1, 1)에서 (N, M)의 위치까지 이동하려 하는데, 이때 최단 경로로 이동하려 한다. 최단경로는 맵에서 가장 적은 개수의 칸을 지나는 경로를 말하는데, 이때 시작하는 칸과 끝나는 칸도 포함해서 센다.

만약에 이동하는 도중에 한 개의 벽을 부수고 이동하는 것이 좀 더 경로가 짧아진다면, 벽을 한 개 까지 부수고 이동하여도 된다.

한 칸에서 이동할 수 있는 칸은 상하좌우로 인접한 칸이다.

맵이 주어졌을 때, 최단 경로를 구해 내는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에 N(1 ≤ N ≤ 1,000), M(1 ≤ M ≤ 1,000)이 주어진다. 다음 N개의 줄에 M개의 숫자로 맵이 주어진다. (1, 1)과 (N, M)은 항상 0이라고 가정하자.

출력:

첫째 줄에 최단 거리를 출력한다. 불가능할 때는 -1을 출력한다.

풀이방법:

 3중 배열을 사용하거나 2중 배열 2개를 사용하는 bfs 문제다. 대부분의 bfs 문제들은 방문 여부를 기록하는 2중 배열을 사용하는데, 이 문제에서는 도중에 한 개의 벽을 부수고 이동할 수 있다는 점 때문에 3중 배열을 사용하도록 한다. 3중 배열 중 앞 두 값은 일반적인 좌표 탐색을 위해 사용되고, 맨 마지막 값은 broken으로써 0과 1만을 가지는 값으로 사용한다. 즉, broken이 처음에는 0으로 진행하다가, 부술 수 있다면 broken이 1로 이동하여 시간 손실 없이 bfs를 계속해서 진행할 수 있도록 한다.

 visited에다가 한 step씩 진행하면서 거리를 기록하며, 최종적으로 목표하는 점의 broken의 0과 1을 모두 탐색하도록 한다. 만약 두 값 모두 있다면 둘 중 작은 값으로, 하나만 있다면 그 값을 출력하고 없다면 -1을 출력하면 된다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/2206

문제:

방향그래프가 주어지면 주어진 시작점에서 다른 모든 정점으로의 최단 경로를 구하는 프로그램을 작성하시오. 단, 모든 간선의 가중치는 10 이하의 자연수이다.

입력:

첫째 줄에 정점의 개수 V와 간선의 개수 E가 주어진다. (1≤V≤20,000, 1≤E≤300,000) 모든 정점에는 1부터 V까지 번호가 매겨져 있다고 가정한다. 둘째 줄에는 시작 정점의 번호 K(1≤K≤V)가 주어진다. 셋째 줄부터 E개의 줄에 걸쳐 각 간선을 나타내는 세 개의 정수 (u, v, w)가 순서대로 주어진다. 이는 u에서 v로 가는 가중치 w인 간선이 존재한다는 뜻이다. u와 v는 서로 다르며 w는 10 이하의 자연수이다. 서로 다른 두 정점 사이에 여러 개의 간선이 존재할 수도 있음에 유의한다.

출력:

첫째 줄부터 V개의 줄에 걸쳐, i번째 줄에 i번 정점으로의 최단 경로의 경로값을 출력한다. 시작점 자신은 0으로 출력하고, 경로가 존재하지 않는 경우에는 INF를 출력하면 된다.

풀이방법:

 다익스트라 알고리즘을 사용하는 기본적인 문제다. dp를 inf 값으로 초기화한 뒤 주어진 시작점으로부터 다익스트라 알고리즘을 사용해서 최단 경로 알고리즘을 구하면 된다. 다익스트라 알고리즘에 대한 설명은 다른 게시글에서 업로드 할 예정이다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/1753

문제:

수직선 위에 N개의 좌표 X1, X2, ..., XN이 있다. 이 좌표에 좌표 압축을 적용하려고 한다.

Xi를 좌표 압축한 결과 X'i의 값은 Xi > Xj를 만족하는 서로 다른 좌표의 개수와 같아야 한다.

X1, X2, ..., XN에 좌표 압축을 적용한 결과 X'1, X'2, ..., X'N를 출력해보자.

입력:

첫째 줄에 N이 주어진다.

둘째 줄에는 공백 한 칸으로 구분된 X1, X2, ..., XN이 주어진다.

출력:

첫째 줄에 X'1, X'2, ..., X'N을 공백 한 칸으로 구분해서 출력한다.

풀이방법:

 문제 설명을 어렵게 했지만 결국 입력으로 주어진 좌표를 작은 순으로 인덱스를 할당하면 되는 문제다. 이 때, 같은 값은 같은 인덱스로 설정해야 한다.

 그래서 우선 수를 정렬하기 위해서 set, list, sorted를 순서대로 사용하고, 이렇게 얻은 값은 이제 새로운 좌표가 된다. 이제 입력에다가 새로 얻은 좌표를 다시 할당하고 출력하도록 한다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/18870

문제:

보물섬 지도를 발견한 후크 선장은 보물을 찾아나섰다. 보물섬 지도는 아래 그림과 같이 직사각형 모양이며 여러 칸으로 나뉘어져 있다. 각 칸은 육지(L)나 바다(W)로 표시되어 있다. 이 지도에서 이동은 상하좌우로 이웃한 육지로만 가능하며, 한 칸 이동하는데 한 시간이 걸린다. 보물은 서로 간에 최단 거리로 이동하는데 있어 가장 긴 시간이 걸리는 육지 두 곳에 나뉘어 묻혀있다. 육지를 나타내는 두 곳 사이를 최단 거리로 이동하려면 같은 곳을 두 번 이상 지나가거나, 멀리 돌아가서는 안 된다.

예를 들어 위와 같이 지도가 주어졌다면 보물은 아래 표시된 두 곳에 묻혀 있게 되고, 이 둘 사이의 최단 거리로 이동하는 시간은 8시간이 된다.

보물 지도가 주어질 때, 보물이 묻혀 있는 두 곳 간의 최단 거리로 이동하는 시간을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에는 보물 지도의 세로의 크기와 가로의 크기가 빈칸을 사이에 두고 주어진다. 이어 L과 W로 표시된 보물 지도가 아래의 예와 같이 주어지며, 각 문자 사이에는 빈 칸이 없다. 보물 지도의 가로, 세로의 크기는 각각 50이하이다.

출력:

첫째 줄에 보물이 묻혀 있는 두 곳 사이를 최단 거리로 이동하는 시간을 출력한다.

풀이방법:

for(bfs) 방법을 사용해야 하는 방법으로 시간이 많이 필요한 문제라 생각했고, pypy3으로 통과했다. 지도의 모든 L에 대해서 bfs를 수행한다. 각 bfs에서는 해당 L로부터 가장 멀리 갈 수 있는 거리를 찾는다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/2589

문제:

남극에 사는 김지민 선생님은 학생들이 되도록이면 많은 단어를 읽을 수 있도록 하려고 한다. 그러나 지구온난화로 인해 얼음이 녹아서 곧 학교가 무너지기 때문에, 김지민은 K개의 글자를 가르칠 시간 밖에 없다. 김지민이 가르치고 난 후에는, 학생들은 그 K개의 글자로만 이루어진 단어만을 읽을 수 있다. 김지민은 어떤 K개의 글자를 가르쳐야 학생들이 읽을 수 있는 단어의 개수가 최대가 되는지 고민에 빠졌다.

남극언어의 모든 단어는 "anta"로 시작되고, "tica"로 끝난다. 남극언어에 단어는 N개 밖에 없다고 가정한다. 학생들이 읽을 수 있는 단어의 최댓값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에 단어의 개수 N과 K가 주어진다. N은 50보다 작거나 같은 자연수이고, K는 26보다 작거나 같은 자연수 또는 0이다. 둘째 줄부터 N개의 줄에 남극 언어의 단어가 주어진다. 단어는 영어 소문자로만 이루어져 있고, 길이가 8보다 크거나 같고, 15보다 작거나 같다. 모든 단어는 중복되지 않는다.

출력:

첫째 줄에 김지민이 K개의 글자를 가르칠 때, 학생들이 읽을 수 있는 단어 개수의 최댓값을 출력한다.

풀이방법:

 일반적인 브루트포스 방법을 사용하면 시간초과가 날 수 있기 때문에, 비트마스킹이라는 방법을 사용했다. "anta", "tica"에서 사용되는 "a","n","t","i","c"를 제외하고 나머지 알파벳에 대해서 20개의 비트가 있다고 가정하고, 사용하면 1을 올리고, 사용하지 않으면 0으로 냅두는 방법을 사용한다. 

 항상 5개의 알파벳은 사용해야 하기 때문에, k가 5보다 작으면 읽을 수 있는 단어가 없다. 이외의 경우에는 가능한 알파벳에서 k-5개의 알파벳을 뽑은 뒤(가능한 모든 조합에 대해), 비트마스킹을 통해 갯수를 세고, 그 중 최댓값을 반환하도록 한다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/1062

Functools

Functools module은 high-order-function(고차원 함수)를 위해 고안된 것으로 다른 함수에 적용하거나 다른 함수를 반환하는 모듈이다. Functools에는 다음과 같은 함수들을 제공한다.

1. lru_cached
2. cmp_to_key
3. total_ordering
4. partial
5. reduce

1. lru_cached

@functools.lru_cache(maxsize = 128 )

lru_cache(user_function)

lru_cache는 함수의 리턴 결과를 캐시해 주는 데코레이터이며, 최종 요청 이후에는 캐시된 결과를 리턴한다. maxsize는 캐시할 수 있는 최대 갯수를 의미하며, Least Recently Used(LRU)를 사용하기 때문에 최근에 참고되지 않은 데이터가 교체된다.

다음과 같이 재귀를 사용해서 factorial을 구하는 함수가 있다고 하자.

Jupyter의 timeit 매직함수를 사용해서 n이 10일 때, 20일 때 시간을 측정해보도록 한다.

이번에는 functools의 lru_cahce를 데코레이터로 설정해서 factorial을 재정의하고, 다시 한 번 10, 20일 때 시간을 측정해보도록 한다.

내부적으로 각 factorial의 값을 캐시하고 있기 때문에, 시간 단축이 많이 발생한 것을 알 수 있다.

2. cmp_to_key

sorted와 같은 정렬 함수의 key에 함수로 정렬을 하기 위해서 사용한다. 이 때 사용하는 함수는 두 개의 인수를 받아야 하고, 그들을 비교해서 작다면 음수, 같으면 0, 크다면 양수를 반환하도록 해야 한다.

예시는 다음 문제를 사용하도록 한다.

https://codedrive.tistory.com/429

3. total_ordering

@total_ordering 데코레이터를 사용하면, 사용자 정의 객체, 즉 class끼리 비교하거나 정렬할 수 있다. 다음 블로그 글이 잘 설명하고 있는 것 같아 참조한다.

https://velog.io/@doondoony/Python-total-ordering-decorator

4. partial

 partial은 한 함수의 특정 인자를 위한 함수를 만들기 위해 사용한다. 숫자나 문자열을 정수(integer)로 변환해주는 파이썬 내장 함수 int(x, base=10)을 재활용하여, 이진수로만 변환해주는 새로운 함수를 만들 수 있다.

 기존에 int 내장 함수는 위와 같이 작동한다. partial을 사용해서 각 진수로 변환할 수 있는 새 함수를 정의하도록 한다.

이처럼 partial은 여러 인자를 받는 함수를 하나의 인자를 고정시켜서 새로운 함수로 정의하고자 할 때, 사용한다.

5. reduce

reduce는 반복가능한 객체(iterable)에 함수를 순차적으로 적용한다. 단, 각각의 객체에 적용하는 것이 아닌 누적형식으로 적용한다.

즉 위 예시는 15 = (((1+2)+3)+4+5) 와 같은 방식으로 적용되어 계산된 것과 같다.

Reference

https://docs.python.org/ko/3/library/functools.html

문제:

창영이는 강산이의 비밀번호를 훔치기 위해서 강산이가 사용하는 컴퓨터에 키로거를 설치했다. 며칠을 기다린 끝에 창영이는 강산이가 비밀번호 창에 입력하는 글자를 얻어냈다.

키로거는 사용자가 키보드를 누른 명령을 모두 기록한다. 따라서, 강산이가 비밀번호를 입력할 때, 화살표나 백스페이스를 입력해도 정확한 비밀번호를 알아낼 수 있다.

강산이가 비밀번호 창에서 입력한 키가 주어졌을 때, 강산이의 비밀번호를 알아내는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에 테스트 케이스의 개수가 주어진다. 각 테스트 케이스는 한줄로 이루어져 있고, 강산이가 입력한 순서대로 길이가 L인 문자열이 주어진다. (1 ≤ L의 길이 ≤ 1,000,000) 강산이가 백스페이스를 입력했다면, '-'가 주어진다. 이때 커서의 바로 앞에 글자가 존재한다면, 그 글자를 지운다. 화살표의 입력은 '<'와 '>'로 주어진다. 이때는 커서의 위치를 움직일 수 있다면, 왼쪽 또는 오른쪽으로 1만큼 움직인다. 나머지 문자는 비밀번호의 일부이다. 물론, 나중에 백스페이스를 통해서 지울 수는 있다. 만약 커서의 위치가 줄의 마지막이 아니라면, 커서 및 커서 오른쪽에 있는 모든 문자는 오른쪽으로 한 칸 이동한다.

출력:

각 테스트 케이스에 대해서, 강산이의 비밀번호를 출력한다. 비밀번호의 길이는 항상 0보다 크다.

풀이방법:

 두 개의 스택을 이용해서 "<",  ">", "-"와 같은 특수 문자들을 해결하도록 한다. 

우선 일반적으로는 stack에다가 들어온 값을 저장한다. 그러다가 "<"를 만난다면 왼쪽으로 커서를 이동해야 하므로, stack의 값을 빼서, stack2에 담고, 반대로 ">"를 만난다면 stack2의 값을 빼서 stack에 담도록 한다. "-"는 stack의 값을 제거하면 된다.

 마지막으로 stack2의 값이 남아 있을 수도 있기 때문에, 이 값을 뒤집어 stack과 이어붙이도록 한다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/5397

문제:

상근이가 1학년 때, 덧셈, 뺄셈을 매우 좋아했다. 상근이는 숫자가 줄 지어있는 것을 보기만 하면, 마지막 두 숫자 사이에 '='을 넣고, 나머지 숫자 사이에는 '+' 또는 '-'를 넣어 등식을 만들며 놀고 있다. 예를 들어, "8 3 2 4 8 7 2 4 0 8 8"에서 등식 "8+3-2-4+8-7-2-4-0+8=8"을 만들 수 있다.

상근이는 올바른 등식을 만들려고 한다. 상근이는 아직 학교에서 음수를 배우지 않았고, 20을 넘는 수는 모른다. 따라서, 왼쪽부터 계산할 때, 중간에 나오는 수가 모두 0 이상 20 이하이어야 한다. 예를 들어, "8+3+2-4-8-7+2+4+0+8=8"은 올바른 등식이지만, 8+3+2-4-8-7이 음수이기 때문에, 상근이가 만들 수 없는 등식이다.

숫자가 주어졌을 때, 상근이가 만들 수 있는 올바른 등식의 수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력:

첫째 줄에 숫자의 개수 N이 주어진다. (3 ≤ N ≤ 100) 둘째 줄에는 0 이상 9 이하의 정수 N개가 공백으로 구분해 주어진다.

출력:

첫째 줄에 상근이가 만들 수 있는 올바른 등식의 개수를 출력한다. 이 값은 263-1 이하이다.

풀이방법:

 앞에서 부터 덧셈, 뺄셈을 수행하면서 0이나 20을 넘어가는 수가 발생하면 저장을 하지 않는 DP 방식으로 풀면 된다. 0~20의 배열을 생성한 뒤에 한 step이 지나갈 때마다 덧셈, 뺄셈을 한 수를 집어 넣는다. 그림으로 보면 다음과 같다.

1) 첫 행은 첫 값을 이용해 다음과 같이 초기화 한다.

2) 다음 행은 이전 행의 1 값에 대해서 덧셈과 뺄셈을 반복한다.

3) 0과 20을 넘어가는 숫자가 있다면 제외한다.

2)와 3) 과정을 반복하고, dp[n-2][numbers[n-1]]을 출력하도록 한다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/5557

문제:

1부터 N까지의 수로 이루어진 순열이 있다. 이때, 사전순으로 바로 이전에 오는 순열을 구하는 프로그램을 작성하시오.

사전 순으로 가장 앞서는 순열은 오름차순으로 이루어진 순열이고, 가장 마지막에 오는 순열은 내림차순으로 이루어진 순열이다.

N = 3인 경우에 사전순으로 순열을 나열하면 다음과 같다.

• 1, 2, 3
• 1, 3, 2
• 2, 1, 3
• 2, 3, 1
• 3, 1, 2
• 3, 2, 1

입력:

첫째 줄에 N(1 ≤ N ≤ 10,000)이 주어진다. 둘째 줄에 순열이 주어진다.

출력:

첫째 줄에 입력으로 주어진 순열의 이전에 오는 순열을 출력한다. 만약, 사전순으로 가장 처음에 오는 순열인 경우에는 -1을 출력한다.

풀이방법:

https://codedrive.tistory.com/386 다음 수열과 비슷한 문제다.

다음 순열에서 했던 내용과 달리 이전 수열에서는 정반대로만 수행하면 문제를 해결할 수 있다.

문제링크:

https://www.acmicpc.net/problem/10973