프로그래머스 - 괄호 변환 (레벨2, swift)

문제 출처
programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60058

코딩테스트 연습 - 괄호 변환

 

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

P	result
"(()())()"	"(()())()"
")("	"()"
"()))((()"	"()(())()"

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.

 

 

 

✨문제풀이✨
문제 푸는 시간보다 이해하는데 더 오랜 시간이 걸린듯 하다.
문제를 이해하는 것이 어려운 이유는 잘못된 괄호를 변환하는 과정이 보통 우리가 생각하는 순서대로 이루어지지 않기 때문이다.
예를 들어 ))()()(( 이 문자열을 바꿀 경우 ((()())) 이렇게 바꿔주고 싶을 수도 있다. 하지만 이 문제가 원하는 정답은 ()()()()이다.
또한 )()()()( 인 경우 ()()()()으로 바꿔주고 싶을 수도 있으나 이 문제의 정답은 (((())))이다.
따라서 문제에서 설명한 시나리오를 잘 읽고 시나리오대로 정답이 도출될 수 있도록 과정을 잘 이해하는 것이 이 문제를 푸는 핵심이다.

그럼 문제를 자세히 살펴보도록 하자

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.
-> 여기서 u는 균형잡힌 괄호 문자열로 더 이상 분리할 수 없다는 부분이 중요하다. 따라서 왼괄호와 오른괄호의 짝을 맞추어 잘라주면 된다.
))((() -> u: ))((, v: ()
위의 경우 왼괄호와 오른괄호를 2개씩 짝을 맞추어 잘라줄 수 있다.
()()))(( -> u: (), v: ()))((
이 경우에도 왼괄호와 오른괄호의 짝을 맞추어 잘라줄 수 있는데 u는 더이상 분리할 수 없다고 했으니 u: ()(), v: ))(( 이렇게 분리할 수는 없다. 또한 v: ()))((는 다시 u:()와 v: ))((로 분리된다.
))()()(( -> u: ))()()((, v:
이 경우엔 중간에 짝을 맞춰 끊을 수 없기 때문에 분리할 수 없고 v는 빈문자열이 된다.

3. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다.
3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다.
-> u가 올바른 문자열인 경우, v를 처리한 결과물과 단순히 순서대로 붙여서 반환해주면 된다.

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.
-> 나는 이 부분이 가장 헷갈렸다. 하지만 여기 설명 순서대로만 처리되도록 구현하면 된다. 아래 2개의 예시로 자세히 설명해보겠다.

[예시1] "()))((()"
1)
"()))((()" 먼저 이것을 u와 v로 구분하면,
u: ()
v: ))((()로 구분된다.
u는 올바른 문자열이기 때문에 아무런 작업을 하지 않고 그대로 반환하고 그 뒤에 v를 처리해서 이으기만 하면 된다.
현재까지 완성된 문자열: () + v

2) 1)의 v를 다시 u와 v로 구분해준다.
))((()
u: ))((
v: ()
u는 올바른 괄호 문자열이 아니기 때문에 4번 과정을 실행하면 된다. 설명대로라면
"(" + v + ")" + u의 가장 첫번째 문자와 가장 마지막 문자를 뺀 나머지 문자들의 괄호를 반대로 처리")(" -> "()"
이렇게 처리해주면 된다. 여기서 주의할 점은 v를 붙인 다음에 바로 괄호를 닫아주고 u에서 가장 첫번째 문자와 가장 마지막 문자를 지우는 것이다. 가장 마지막 문자를 지워주고 대신 v 바로 뒤에 괄호를 넣어주니 순서가 바뀌는 것처럼 느껴져 처음엔 이 부분이 가장 헷갈렸다. 하지만 시나리오에 이렇게 하라고 써있으니 그냥 이렇게 하면 된다ㅎㅎ.. v는 올바른 문자열이기 때문에 아무런 작업을 하지 않고 그대로 붙여주면 된다. 따라서,
"(" + "()" + ")" + "()"
이렇게 나오게 된다.

1)과 2)를 붙이면
()(())()이 된다.


[예시2] "))()()(("
u: ))()()((
v: 빈문자열
여기서 u가 올바른 문자열이 아니기 때문에
"(" + v + ")" + u의 가장 첫번째 문자와 가장 마지막 문자를 뺀 나머지 문자들의 괄호를 반대로 처리
이렇게 처리해주면 된다.
"(" + "" + ")" + ")()()(" -> "()()()"
따라서 최종 값은 ()()()() 가 된다.

코드는 함수를 3개를 만들어 구현하였다.
올바른 괄호 문자열인지 판단해 주는 함수, 균형잡힌 괄호 문자열로 분리하기 위한 index를 반환해주는 함수 그리고 괄호를 변환하는 함수 이렇게 3개를 만들어 구현하였다.

1] 올바른 괄호 문자열인지 판단해주는 함수는
문자열의 괄호 개수를 세어 "("는 더해주고 ")"는 빼주는 식으로 구현해주었다. 단, count가 0인데 ")"가 나올경우 현재 왼괄호가 없는 상황에서 오른 괄호가 먼저 나온 상황이기 때문에 false가 반환되도록 해주었다.

2] 균형잡힌 괄호 문자열로 분리하기 위한 index를 반환하는 함수는
왼괄호와 오른괄호의 개수를 각각 세어주다가 왼괄호와 오른괄호의 개수가 같아지면 해당 숫자를 반환하도록 해주었다.

3] 괄호를 변환하는 함수는
1. 해당 문자열 전체가 올바른 괄호 문자열인지 확인
-> 맞다면 그대로 반환, 빈 문자열도 그대로 반환
2. 올바른 괄호 문자열이 아닐 경우,
-> 1) u와 v로 분리
2-1) u가 올바른 문자열일 경우
-> u+v 반환
2-2) u가 올바른 문자열이 아닐 경우
->  "(" + v + ")" + u의 가장 첫번째 문자와 가장 마지막 문자를 뺀 나머지 문자들의 괄호를 반대로 처리.
여기서 v는 모두 괄호를 변환하는 함수를 재귀적으로 호출하도록 구현해주면 된다.

위의 내을 구현한 전체코드는 아래와 같다.