[프로그래머스] 2020 카카오/괄호 변환

문제 설명

카카오에 신입 개발자로 입사한콘은 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 고민하던콘은 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 이를균형잡힌 괄호 문자열이라고 부릅니다.
그리고 여기에 '('와 ')'의 괄호의 짝도 모두 맞을 경우에는 이를올바른 괄호 문자열이라고 부릅니다.
예를 들어,"(()))("와 같은 문자열은균형잡힌 괄호 문자열이지만올바른 괄호 문자열은 아닙니다.
반면에"(())()"와 같은 문자열은균형잡힌 괄호 문자열이면서 동시에올바른 괄호 문자열입니다.

'(' 와 ')' 로만 이루어진 문자열 w가균형잡힌 괄호 문자열이라면 다음과 같은 과정을 통해올바른 괄호 문자열로 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 문자열p가 매개변수로 주어질 때, 주어진 알고리즘을 수행해올바른 괄호 문자열로 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 이미올바른 괄호 문자열이라면 그대로 return 하면 됩니다.

---

입출력 예

p	result
"(()())()"	"(()())()"
")("	"()"
"()))((()"	"()(())()"

입출력 예에 대한 설명

입출력 예 #1
이미올바른 괄호 문자열입니다.

입출력 예 #2

• 두 문자열 u, v로 분리합니다.
  • u =")("
  • v =""
• u가올바른 괄호 문자열이 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 u가올바른 괄호 문자열이므로 그대로 두고, v에 대해 재귀적으로 수행합니다.
• 다시 두 문자열 u, v로 분리합니다.
  • u ="))(("
  • v ="()"
• u가올바른 괄호 문자열이 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.

문제 설명이 몹시 길다. 따라서 내가 이해한대로 요약해보았다.

1. p를 u,v로 자른다

 

2-1. u가 올바른 문자열이면
    1) v에 대해 1번 부터 수행해서 u뒤에 이어붙인 뒤 return

 

2-2, u가 올바른 문자열이 아니면
    1) 빈 문자열에 '(' 붙이기
    2) v에 대해 1번부터 재귀적으로 수행한 결과 붙이기
    3) ')' 붙이기
    4) u의 맨 처음과 맨 마지막 문자 제거
    5) u의 나머지 문자들을 괄호 방향을 반대로 해서 문자열에 붙이기
    6) 생성된 문자열 return

풀이

solution 함수를 코딩하기 전에, 문제 풀이 과정에서 필요할것 같은 함수를 먼저 만들었다.

1. int my_split(string p)

• 문자열 p를 u와 v로 나누기 위한 함수이다.

• u의 마지막 위치의 index를 반환한다.

• 앞에서부터 검사하다가 균형잡힌 괄호 문자열이 완성되면 해당 자리의 index를 반환한다.

• solution함수는 위의 index값을 받아 substr()을 이용해 문자열을 u와 v로 쪼갠다.

  int my_split(string p) { //u의 마지막 위치 index 반환 
    int right = 0, left = 0;
    if (p[0] == '(')
        left++;
    else
        right++;
    int i = 1;
    int index;
    while (right != left) {
        if (p[i] == '(')
            left++;
        else
            right++;
        i++;
    }
    index = i - 1;
    return index;
  }

2. bool is_proper(string p)

• 문자열 p가 올바른 괄호 문자열인지 검사하기 위한 함수이다.

• 올바르면 1, 올바르지 않으면 0을 반환한다.

• stack을 이용한다.

  bool is_proper(string p) { //해당 문자열이 올바른 문자열인지 판단
    stack<char> s;
    if (p[0] == ')') //시작부터 ')'이면 올바른 문자열이 될 수 없음 
        return false;
    s.push(p[0]);
    for (int i = 1;i < p.size();i++) {
        if (s.empty()) 
            return 0; //전부 돌기 전에 이미 스택이 비어버리면 올바르지 않음. 
        if (s.top() == p[i])
            s.push(p[i]);
        else 
            s.pop();    
    }
    return s.empty(); //s가 비어있으면 올바른 문자열(true) 
  }

solution함수는 위에 요약한 과정을 그대로 재귀함수로 구현하였다.
1. p를 u,v로 자른다

 

2-1. u가 올바른 문자열이면

    1) v에 대해 1번 부터 수행해서 u뒤에 이어붙인 뒤 return

 

2-2, u가 올바른 문자열이 아니면

    1) 빈 문자열에 '(' 붙이기
    2) v에 대해 1번부터 재귀적으로 수행한 결과 붙이기
    3) ')' 붙이기
    4) u의 맨 처음과 맨 마지막 문자 제거
    5) u의 나머지 문자들을 괄호 방향을 반대로 해서 문자열에 붙이기
    6) 생성된 문자열 return

string solution(string p) { //재귀
    string answer = "";
    if (p.size() == 0)
        return "";
    string u, v;
    //1. p를 u,v로 자르기 
    int index = my_split(p);
    u = p.substr(0, index+1);
    v = p.substr(index + 1);

    //2. u가 올바른 문자열인지 검사
    if (is_proper(u)) { //2-1. u가 올바른 문자열이면
        answer.append(u);
        string result = solution(v);
        answer.append(result);
    }
    else { //2-2. u가 올바른 문자열이 아니면
        answer.append("("); // 1)
        string result = solution(v); // 2)
        answer.append(result);
        answer.append(")"); // 3)
        u = u.substr(1, u.size() - 2); // 4) u의 맨 처음, 맨 마지막 문자 제거 
        // 5) u의 나머지 문자들 괄호 뒤집어서 붙이기 
        for (int i = 0;i < u.size();i++) {
            if (u[i] == '(')
                answer.append(")");
            else
                answer.append("(");
        }
    }
    return answer;    
}

최종 코드

#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <stack>

using namespace std;
int my_split(string p) { //u의 마지막 위치 index 반환 
      int right = 0, left = 0;
      if (p[0] == '(')
          left++;
      else
          right++;
      int i = 1;
      int index;
      while (right != left) {
          if (p[i] == '(')
              left++;
          else
              right++;
          i++;
      }
      index = i - 1;
      return index;
    }

bool is_proper(string p) { //해당 문자열이 올바른 문자열인지 판단
      stack<char> s;
      if (p[0] == ')') //시작부터 ')'이면 올바른 문자열이 될 수 없음 
          return false;
      s.push(p[0]);
      for (int i = 1;i < p.size();i++) {
          if (s.empty()) 
              return 0; //전부 돌기 전에 이미 스택이 비어버리면 올바르지 않음. 
          if (s.top() == p[i])
              s.push(p[i]);
          else 
              s.pop();    
      }
      return s.empty(); //s가 비어있으면 올바른 문자열(true) 
    }

string solution(string p) { //재귀
    string answer = "";
    if (p.size() == 0)
        return "";
    string u, v;
    //1. p를 u,v로 자르기 
    int index = my_split(p);
    u = p.substr(0, index+1);
    v = p.substr(index + 1);

    //2. u가 올바른 문자열인지 검사
    if (is_proper(u)) { //2-1. u가 올바른 문자열이면
        answer.append(u);
        string result = solution(v);
        answer.append(result);
    }
    else { //2-2. u가 올바른 문자열이 아니면
        answer.append("("); // 1)
        string result = solution(v); // 2)
        answer.append(result);
        answer.append(")"); // 3)
        u = u.substr(1, u.size() - 2); // 4) u의 맨 처음, 맨 마지막 문자 제거 
        // 5) u의 나머지 문자들 괄호 뒤집어서 붙이기 
        for (int i = 0;i < u.size();i++) {
            if (u[i] == '(')
                answer.append(")");
            else
                answer.append("(");
        }
    }
    return answer;    
}