순열(nPr)과 조합(nCr)을 헷갈리지 않고 빠른 시간에 정확하게 구현할 줄 아는 능력이 필요합니다.

 

상황에 따라 dfs로 구현할 수도 있고, next_permutation으로 구현 할 수도 있습니다.

둘 다 알아둔다면 유연하게 사용할 수 있을 것입니다. 설명은 주석을 참고해 주세요.

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<cstring>
 
using namespace std;
int map[10= { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
int check[10= { 0, };
 
void nCr_with_next_permutation(int n, int r) {
    if (r > n) return;
    vector<int> mask;
 
    // 1. mask 벡터를 n개만큼 push 합니다.
    // 2. 내가 뽑고자 하는 r개에는 0을 push.
    //    아닌 경우는 1을 push 합니다.
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (i < r) {
            mask.push_back(0);
        }
        else mask.push_back(1);
    }
 
    // 3. mask 벡터를 sort 시킵니다.
    // sort는 <algorithm>에 정의되어 있습니다.
    sort(mask.begin(), mask.end());
 
    
    // O(nCr*n)의 시간이 걸립니다. 
    while (1) {
 
        // 4. n까지 순회하며 mask가 0인 i만 map에서 출력하면 됩니다.
        // map 자체는 변하지 않고, mask가 일종의 비트마스크의 마스크같은 개념과 비슷합니다.
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (mask[i] == 0) {
                cout << map[i] << ' ';
            }
        }
        cout << '\n';
        if(!next_permutation(mask.begin(), mask.end())) break;
    }
}
 
void nPr_with_next_permutation(int n, int r) {
    if (r > n) return;
    
    // 1. next_permutation을 적용하게 되면 원본 배열인 map의 순서가 바뀌게 됩니다.
    // 따라서 temp 배열에 옮겨 작업을 합니다.
    int temp[11];
    memcpy(temp, map, sizeof(map));
 
    while (1) {
        // 2. nPr은 출력 할 때 뽑고자 하는 r 까지만 출력을 해 주면 됩니다.
        for (int i = 0; i < r; i++) {
            cout << temp[i] << ' ';
        }
        cout << '\n';
        if (!next_permutation(temp, temp + n)) break;
    }
    
    return;
}
 
void nCr_with_dfs(int n, int r, int now_idx, int depth) {
    if (r > n) return;
    // 1. dfs를 이용한 조합 구성에서 포인트는
    // 파라미터에서 now_idx와 depth를 설정하는 방법입니다.
    if (depth == r) {
        // 3. r개를 뽑았다면 check 배열 값 중 1로 된 index만 출력합니다.
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (check[i]) cout << map[i] << ' ';
        }
        cout << '\n';
        return;
    }
    // 2. 두번째 포인트는 시작 인덱스를 now_idx로 잡는 것과
    // 다음 dfs에 들어가는 now_idx의 파라미터 값으로 i를 넣는 것입니다.
    // nPr_with_dfs와 비교를 하면 쉽게 알 수 있습니다.
    for (int i = now_idx; i < n; i++) {
        if (check[i]) continue;
        check[i] = 1;
        nCr_with_dfs(n, r, i, depth + 1);
        check[i] = 0;
    }
}
 
void nPr_with_dfs(int n, int r, int depth) {
    if (r > n) return;
    if (depth == r) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (check[i]) cout << map[i] << ' ';
        }
        cout << '\n';
        return;
    }
    // nCr과 다르게 시작 인덱스를 0(시작점)으로 설정
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (check[i]) continue;
        check[i] = 1;
        // nCr과 다르게 인덱스를 설정하는 파라미터가 없음을 알 수 있습니다.
        nPr_with_dfs(n, r, depth + 1);
        check[i] = 0;
    }
}
 
int main() {
    cout << " === nCr_with_next_permutation  === " << '\n';
    nCr_with_next_permutation(32);
    cout << "\n === nPr_with_next_permutation  === " << '\n';
    nPr_with_next_permutation(32);
    cout << "\n ===  nCr_with_dfs  === " << '\n';
    nCr_with_dfs(3200);
    cout << "\n ===  nPr_with_dfs  === " << '\n';
    nPr_with_dfs(320);
    return 0;
}
http://colorscripter.com/info#e" target="_blank" style="color:#4f4f4ftext-decoration:none">Colored by Color Scripter

실행 결과

똑같은 nPr 구현이라 해도 next_permutation과 dfs를 사용한 방식의 순서쌍은 순서가 다름을 알 수 있습니다.

이유는 next_permutation의 구현 원리가 dfs와 다르기 때문입니다.

이전글(next_permutation의 내부 구현 방법)을 참조해 주세요.

이모티콘(https://www.acmicpc.net/problem/14226) 문제를 풀며 느낀 점이다.

 

런타임 에러와 메모리 초과는 왜 발생하는 것일까?

 

이 문제는 3가지의 연산(클립보드 저장, 클립보드 붙여넣기, 이모티콘 삭제)을 적절하게 섞을 시에 몇초만에 S개의 이모티콘을 만들 수 있는가를 물어보는 문제이다. 아래의 그림처럼 도식도를 나타내어 BFS를 사용하면 최소임이 보장되므로 해결 할 수 있다. 

 

[그림] 이모티콘 문제의 도식도

하지만 BFS를 사용 할 때 고려해야 할 문제점은 [런타임 에러] 와 [메모리 초과] 이다.

 

Q. 메모리 초과의 원인

 - 무한대로 퍼져나가는 노드들을 모두 큐에 넣는 과정에서 큐의 사이즈가 너무 커져서 스택 오버플로가 남

 - 문제에서 지정한 메모리 제한을 넘겨버림

 

A. 수많은 노드들 중 문제에 조건에 해당하는 노드만 선별하여 큐에 넣을 수 있도록 조건을 지정하는 것이다.

 - 어떻게? : check 배열을 문제의 조건에 맞게 잘 선별하는 것이 포인트이다.

 - 이 문제에서는 check[화면에 표시된 이모티콘의 개수][클립보드에 표시된 이모티콘의 개수] 로 나타내었다.

 - 화면과 클립보드의 이모티콘의 개수가 같다면, depth가 달라졌을 때 최단거리의 depth로 접근할 수 있기 때문이다.

 

A. check 배열을 만들 때 check 배열의 자료형 역시 중요하다.

  ex) int check[1000][1000][1000]의 경우 : int는 4비트이므로 4*1000*1000*1000 = 대략 480Mb이다.

      bool check[1000][1000][1000]의 경우 : bool은 1비트이므로 1*1000*1000*1000 = 대략 120Mb이다.

  문제의 조건이 512Mb이므로, 체크 배열의 자료형을 어떻게 선언해 주냐에 따라 합,불이 나뉠 수 있다.

 

Q. 런타임 에러의 원인

 - 90% 이상이 배열의 인덱스를 벗어났을 때 일어난다.

 - 런타임 에러의 발생 유무는 이곳(https://ideone.com/)에서 코드와 input 값을 넣고 체킹 해 볼 수 있다.

 

A. 문제를 풀 때 내가 만든 check 배열의 최악의 경우를 가정하고 scope를 잘 만들 줄 알아야 한다.

 - 이 문제에서는 만들어야 하는 최대 이모티콘의 수가 1000개이다.

 - 그럼 [그림]에서 맨 왼쪽 트리를 중심으로 가장 많이 이모티콘을 만들기 위해선

   [클립보드 저장] [클립보드 붙여넣기] 저장 붙여넣기 ... 의 순서로 진행 될 것이다.

 - [1개 클립보드 저장] → [1개 화면에 붙여넣기] 를 하면 총 2개의 이모티콘이 완성이 된다.

 - [2개 클립보드 저장] → [2개 화면에 붙여넣기] 를 하면 총 4개의 이모티콘이 완성이 된다.

 - [4개 클립보드 저장] → [4개 화면에 붙여넣기] 를 하면 총 8개의 이모티콘이 완성이 된다.

 - 이와 같은 형식으로 2, 4, 8, ... 512, 1024의 이모티콘이 완성이 될 수 있고,

   화면과 클립보드 둘 다 maximum 값인 1000개가 있었다고 한다면 최대 화면에 표시될 수 있는 값은 2000인 것이다.

 

 

백준 문제 중 다음 순열(https://www.acmicpc.net/problem/10972) 문제를 풀던 중 생긴 의문이다.

 

dfs로 구현한 순열의 순서와 문제가 요구하는 순열의 순서가 다른 것이였다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

그래서 문제의 순서를 만족시키기 위해선 STL의 next_permutation을 사용하면 손쉽게 풀 수 있었다.

 

그럼 next_permutation은 어떤 내부 구조로 이뤄져 있을까?

 

풀 코드는 https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/next_permutation에서 확인할 수 있다.

 

하지만 한 눈에 들어오지 않아 Stack Overflow의 글을 참조했다.

 

https://stackoverflow.com/questions/11483060/stdnext-permutation-implementation-explanation의 글을 번역하면

 

예시를 들어보자.

next_permutation 과정

 

+ Recent posts