[프로그래머스] 수식 최대화 [2020 카카오 인턴십]

여러 기업 코딩 테스트 중 카카오 코딩 테스트는 특히 특별합니다. 자사 캐릭터인 라이언, 조르디 등을 활용한 스토리텔링으로 문제 상황은 두루뭉술하게 느껴지고 분량의 압박이 생겨 촉박한 시간을 더더욱 의식하게 만듭니다. 그럴수록 침착하게 문제 요구 사항을 확인할 필요가 있습니다. 문제를 읽어봅시다.

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

코딩테스트 연습 - 수식 최대화

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.

---

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.

풀이

주어진 문제 설명은 길지만, 문제는 다음과 같은 식으로 풀 수 있습니다.

1. 연산자의 우선 순위를 정해야 하며
2. 우선 순위대로 수를 계산한 뒤
3. 절대값의 최대 값을 찾는다.

고려해야 할 연산자는 +, -, * 세 가지 밖에 없기 때문에 연산자의 우선 순위는 상수로 정할 수 있습니다.

orders = ('+-*', '+*-', '-+*', '-*+', '*+-', '*-+')

우선 순위대로 수를 계산하기 앞서, 먼저 문자열 입력을 숫자와 operator를 구분한 리스트로 변환 해봅시다.

def convert(expression):
    num = ''; array = []
    for char in expression:
        if char not in '+-*':
            num += char
        else:
            array.append(int(num))
            array.append(char)
            num = ''
    array.append(int(num))
    return array

문자열을 하나씩 읽어 operator가 아니라면 숫자로 붙이고, operator라면 여태까지 형성된 숫자와 operator를 리스트에 포함합니다. 결과는 다음과 같아집니다.

"100-200*300-500+20" => [100, "-", 200, "*", 300, "-", 500, "+", 20]

연산자에 해당하는 인덱스를 찾아 연산자의 앞, 뒤 요소를 연산하여 제자리에 추가합니다. 연산 결과는 리스트의 형태가 되기 때문에 반환 시 변환 및 절대값을 취해줍니다.

def calculate(array, orders):
    for order in orders:
        while True:
            try:
                index = array.index(order)
                right = array.pop(index+1)
                operator = array.pop(index)
                left = array.pop(index-1)
                
                if operator == '+':
                    array.insert(index-1, left + right)
                elif operator == '-':
                    array.insert(index-1, left - right)
                else:
                    array.insert(index-1, left * right)
            except:
                break
    return abs(int(array[0]))

 

solution 바디는 다음과 같이 정리됩니다.

def solution(expression):
    array = convert(expression)
    return max([calculate(array.copy(), order) for order in orders])

array를 파라미터를 넘길 경우, call by reference로 취급되기 때문에 copy 된 객체를 넘겨주어야 합니다. 혹은 order마다 convert를 수행하며 convert 시에 바로 값을 계산해볼 수도 있을 것 같습니다.