[Programmers]Python_괄호 변환

문제

 

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 문자열은 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 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 문자열" p가 매개변수로 주어질 때, 주어진 알고리즘을 수행해 "올바른 괄호 문자열"로 변환한 결과를 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

 

제한사항

• 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 문자열이라면 그대로 return 하면 됩니다.

 

코드

answer = ""

#균형잡힌 괄호 문자열인지 확인
def isbalanced(u):
    if u[0] == ")":
        return False
    else:
        return True
   
#첫 번째와 마지막을 제외하고 괄호 방향 뒤집기
def reverse(u):
    u = list(u[1:-1])
    for i in range(len(u)):
        if u[i] == "(":
            u[i] = ")"
        else:
            u[i] = "("
    return ''.join(u)
    
def solution(p):
    #빈 문자열이면 "" return
    if not p:
        return ""
    
    #u, v 나누기
    left_cnt = 0
    right_cnt = 0
    for idx, val in enumerate(p):
        if val == "(":
            left_cnt += 1
        else:
            right_cnt += 1
        #p[:idx + 1]가 더 이상 분리될 수 없는 균형잡힌 괄호 문자열이면 u, v 분리
        if left_cnt > 0 and left_cnt == right_cnt:
            u = p[:idx + 1]
            v = p[idx + 1:]
            break
    
    #u가 올바른 괄호 문자열이면 v를 재귀적 수행한 값을 뒤에 붙인다
    if isbalanced(u):
        answer = u + solution(v)
    #아니면 "(", ")" 사이에 v를 재귀적 수행한 값을 넣은 후 첫 번째와 마지막 괄호를 제외한 u를 뒤에 붙인다
    else:
        answer = "(" + solution(v) + ")" + reverse(u)
        
    return answer

 

진행 과정

 

예제 #1

p = "()))((()"

 

이 문제는 주어진 과정을 그대로 따라서 구현하면 된다.

 

 

"1. 입력이 빈 문자열인 경우, 빈 문자열을 반환합니다. "

    if not p:
        return ""

 

 

"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."

    left_cnt = 0
    right_cnt = 0
    for idx, val in enumerate(p):
        if val == "(":
            left_cnt += 1
        else:
            right_cnt += 1
        if left_cnt > 0 and left_cnt == right_cnt:
            u = p[:idx + 1]
            v = p[idx + 1:]
            break

"("와 ")"의 개수가 같으면 균형잡힌 괄호 문자열이기 때문에 "left_cnt == right_cnt"일때 u와 v를 분리한다.

 

 

"3. 문자열 u가 "올바른 괄호 문자열" 이라면 문자열 v에 대해 1단계부터 다시 수행합니다."

"3-1. 수행한 결과 문자열을 u에 이어 붙인 후 반환합니다."

    if isbalanced(u):
        answer = u + solution(v)

올바른 괄호 문자열인지 아닌지는 따로 함수를 정의하고 v는 처음부터 다시 재귀적으로 수행해야하니 solution(v)를 뒤에 붙인다.

 

 

"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."

    else:
        answer = "(" + solution(v) + ")" + reverse(u)

뭔가 과정이 많은 것 치고는 간단하게 구현되었다. 해당 과정은 간단하게 설명하면 u의 첫 번째 괄호와 마지막 괄호를 빼버리고 "("와 ")" 사이에 재귀적으로 수행한 v값을 붙인 후 나머지 u의 괄호 방향을 뒤집은 값을 뒤에 붙인다는 것이다.

 

 

올바른 괄호 문자열인지 아닌지를 판단하는 함수 isbalanced()는 첫 번째 괄호가 ")"인지 아닌지에 따라서 bool값을 반환한다. 왜냐하면 인자로 들아갈 u값은 더 이상 분리될 수 없는 균형잡힌 괄호 문자열이므로 "("가 첫 번째 괄호에 들어갔을때의 문자열은 "()", "(())"와 같은 올바른 괄호 문자열일 때 밖에 없다. "()()"와 같은 문자열은 "()","()"으로 분리될 수 있는 값이므로 아에 u값으로 들어올 수가 없다.

 

괄호 방향을 뒤집는 함수는 간단하기 때문에 설명은 생략한다.

 

 

코드 진행은 다음과 같다.

 

1) u = "()"
2) v = "))((()"

3) u = "))(("
4) v = "()"

5) u = "()"
6) v = ""

7) answer = "()"
8) answer = "(())()"
9) answer = "()(())()"