프로그래머스 - 압축 (01/11) (java)

1. 문제

programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/17684

코딩테스트 연습 - [3차] 압축

문제 설명

신입사원 어피치는 카카오톡으로 전송되는 메시지를 압축하여 전송 효율을 높이는 업무를 맡게 되었다. 메시지를 압축하더라도 전달되는 정보가 바뀌어서는 안 되므로, 압축 전의 정보를 완벽하게 복원 가능한 무손실 압축 알고리즘을 구현하기로 했다.

어피치는 여러 압축 알고리즘 중에서 성능이 좋고 구현이 간단한LZW(Lempel–Ziv–Welch) 압축을 구현하기로 했다. LZW 압축은 1983년 발표된 알고리즘으로, 이미지 파일 포맷인 GIF 등 다양한 응용에서 사용되었다.

LZW 압축은 다음 과정을 거친다.

1. 길이가 1인 모든 단어를 포함하도록 사전을 초기화한다.
2. 사전에서 현재 입력과 일치하는 가장 긴 문자열w를 찾는다.
3. w에 해당하는 사전의 색인 번호를 출력하고, 입력에서w를 제거한다.
4. 입력에서 처리되지 않은 다음 글자가 남아있다면(c),w+c에 해당하는 단어를 사전에 등록한다.
5. 단계 2로 돌아간다.

압축 알고리즘이 영문 대문자만 처리한다고 할 때, 사전은 다음과 같이 초기화된다. 사전의 색인 번호는 정수값으로 주어지며, 1부터 시작한다고 하자.

색인 번호	1	2	3	...	24	25	26
단어	A	B	C	...	X	Y	Z

예를 들어 입력으로KAKAO가 들어온다고 하자.

1. 현재 사전에는KAKAO의 첫 글자K는 등록되어 있으나, 두 번째 글자까지인KA는 없으므로, 첫 글자K에 해당하는 색인 번호 11을 출력하고, 다음 글자인A를 포함한KA를 사전에 27 번째로 등록한다.
2. 두 번째 글자A는 사전에 있으나, 세 번째 글자까지인AK는 사전에 없으므로,A의 색인 번호 1을 출력하고,AK를 사전에 28 번째로 등록한다.
3. 세 번째 글자에서 시작하는KA가 사전에 있으므로,KA에 해당하는 색인 번호 27을 출력하고, 다음 글자O를 포함한KAO를 29 번째로 등록한다.
4. 마지막으로 처리되지 않은 글자O에 해당하는 색인 번호 15를 출력한다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
K	A	11	27: KA
A	K	1	28: AK
KA	O	27	29: KAO
O		15

이 과정을 거쳐 다섯 글자의 문장KAKAO가 4개의 색인 번호 [11, 1, 27, 15]로 압축된다.

입력으로TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT가 들어오면 다음과 같이 압축이 진행된다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
T	O	20	27: TO
O	B	15	28: OB
B	E	2	29: BE
E	O	5	30: EO
O	R	15	31: OR
R	N	18	32: RN
N	O	14	33: NO
O	T	15	34: OT
T	T	20	35: TT
TO	B	27	36: TOB
BE	O	29	37: BEO
OR	T	31	38: ORT
TOB	E	36	39: TOBE
EO	R	30	40: EOR
RN	O	32	41: RNO
OT		34

제한 사항

입력 형식

입력으로 영문 대문자로만 이뤄진 문자열msg가 주어진다.msg의 길이는 1 글자 이상, 1000 글자 이하이다.

출력 형식

주어진 문자열을 압축한 후의 사전 색인 번호를 배열로 출력하라.

입출력 예

msg	answer
KAKAO	[11, 1, 27, 15]
TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT	[20, 15, 2, 5, 15, 18, 14, 15, 20, 27, 29, 31, 36, 30, 32, 34]
ABABABABABABABAB	[1, 2, 27, 29, 28, 31, 30]

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2. 어떻게 풀까?

1. Map을 생성해서 A~Z까지 index 1~26을 붙여 저장한다.
2. 문자열을 for문으로 돌며 Map에 존재하는지 체크하고 있다면 문자열 길이를 늘이고, 없다면 이전 문자열에 해당하는 index값을 출력하고, 늘린 문자열은 Map에 추가한다.

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3. 코드

테스트 코드

package programmers.level2.압축_20210111;

import static org.hamcrest.CoreMatchers.is;
import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Test;

public class SolutionTest {

  @Test
  public void test1() {
    assertThat(new Solution().solution("KAKAO"), is(new int[]{11, 1, 27, 15}));
  }

  @Test
  public void test2() {
    assertThat(new Solution().solution("TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT"),
        is(new int[]{20, 15, 2, 5, 15, 18, 14, 15, 20, 27, 29, 31, 36, 30, 32, 34}));
  }

  @Test
  public void test3() {
    assertThat(new Solution().solution("ABABABABABABABAB"),
        is(new int[]{1, 2, 27, 29, 28, 31, 30}));
  }
}

실제 코드

package programmers.level2.압축_20210111;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Solution {

  public int[] solution(String msg) {
    Map<String, Integer> dictionary = buildBasicDictionary();
    List<Integer> indexList = new ArrayList<>();
    int letterIndex = 27;
    int startIndex = 0;

    while (startIndex < msg.length()) {
      int endIndex = getEndIndex(msg, dictionary, startIndex);
      String target = msg.substring(startIndex, endIndex);

      indexList.add(dictionary.get(target));
      if (endIndex < msg.length()) {
        dictionary.put(msg.substring(startIndex, endIndex + 1), letterIndex++);
      }

      startIndex = endIndex;
    }

    return indexList.stream().mapToInt(x -> x).toArray();
  }

  private int getEndIndex(String msg, Map<String, Integer> dictionary, int startIndex) {
    int index;
    for (index = startIndex + 1; index <= msg.length(); index++) {
      if (!dictionary.containsKey(msg.substring(startIndex, index))) {
        break;
      }
    }
    return index - 1;
  }

  private Map<String, Integer> buildBasicDictionary() {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    int index = 1;
    for (char letter = 'A'; letter <= 'Z'; letter++, index++) {
      map.put(letter + "", index);
    }
    return map;
  }
}

• buildBasicDictionary()에서 A~Z까지 Map에 추가한다.
• while문에서 Map에 존재하는 문자열의 value를 List에 저장하고, 존재하지 않는 문자열은 Map에 저장한다.
• getEndIndex()에서 endIndex를 구한다.

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4. 느낀 점

• 처음에 getEndIndex()에서 index를 반환했다. 근데 그러면 입력 문자열의 startIndex ~ endIndex - 1까지의 subString은 Map에 존재하고, startIndex ~ endIndex까지의 subString은 존재하지 않는다. 이름이 너무 애매하고 오히려 더 헷갈려서 getEndIndex()에서 index - 1을 반환하는것으로 해결했다.
• 문제 자체는 카카오 문제치고는 어렵지 않은 편이다. level 2까지는 확실히 다 맞혀야 할듯