[백준 | 1406] 에디터 - Java(Linked List 사용)

문제

한 줄로 된 간단한 에디터를 구현하려고 한다. 이 편집기는 영어 소문자만을 기록할 수 있는 편집기로, 최대 600,000글자까지 입력할 수 있다.

이 편집기에는 '커서'라는 것이 있는데, 커서는 문장의 맨 앞(첫 번째 문자의 왼쪽), 문장의 맨 뒤(마지막 문자의 오른쪽), 또는 문장 중간 임의의 곳(모든 연속된 두 문자 사이)에 위치할 수 있다. 즉 길이가 L인 문자열이 현재 편집기에 입력되어 있으면, 커서가 위치할 수 있는 곳은 L+1가지 경우가 있다.

이 편집기가 지원하는 명령어는 다음과 같다.

초기에 편집기에 입력되어 있는 문자열이 주어지고, 그 이후 입력한 명령어가 차례로 주어졌을 때, 모든 명령어를 수행하고 난 후 편집기에 입력되어 있는 문자열을 구하는 프로그램을 작성하시오. 단, 명령어가 수행되기 전에 커서는 문장의 맨 뒤에 위치하고 있다고 한다.

입력

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첫째 줄에는 초기에 편집기에 입력되어 있는 문자열이 주어진다. 이 문자열은 길이가 N이고, 영어 소문자로만 이루어져 있으며, 길이는 100,000을 넘지 않는다. 둘째 줄에는 입력할 명령어의 개수를 나타내는 정수 M(1 ≤ M ≤ 500,000)이 주어진다. 셋째 줄부터 M개의 줄에 걸쳐 입력할 명령어가 순서대로 주어진다. 명령어는 위의 네 가지 중 하나의 형태로만 주어진다.

출력

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첫째 줄에 모든 명령어를 수행하고 난 후 편집기에 입력되어 있는 문자열을 출력한다.

예제 입력

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내 제출

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.LinkedList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        LinkedList<Character> left = new LinkedList<>();
        LinkedList<Character> right = new LinkedList<>();

        String str = br.readLine();
        for (char ch : str.toCharArray()) {
            left.add(ch);
        }

        int M = Integer.parseInt(br.readLine());

        for (int i = 0; i < M; i++) {
            String[] command = br.readLine().split(" ");
            switch (command[0]) {
                case "L":
                    if (!left.isEmpty()) {
                        right.addFirst(left.removeLast());
                    }
                    break;
                case "D":
                    if (!right.isEmpty()) {
                        left.addLast(right.removeFirst());
                    }
                    break;
                case "B":
                    if (!left.isEmpty()) {
                        left.removeLast();
                    }
                    break;
                case "P":
                    left.addLast(command[1].charAt(0));
                    break;
            }
        }

        while (!right.isEmpty()) {
            left.addLast(right.removeFirst());
        }

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (char c : left) {
            sb.append(c);
        }

        bw.write(sb.toString());
        bw.flush();
        bw.close();
        br.close();
    }
}

문제 해결 사고 과정

문제 이해 

이번 문제는 문자열 편집기에서 주어진 명령어를 처리하고, 명령어 실행 후 최종적으로 수정된 문자열을 반환하는 문제입니다. 편집기는 커서를 사용하여 문자열의 특정 위치에서 작업을 수행하고. 커서의 위치에 따라 다양한 작업을 할 수 있으며, 이러한 명령어를 효율적으로 처리하는 것이 이 문제의 핵심이라고 이해하였습니다.

접근 방식

두 개의 연결 리스트를 사용하여 커서를 구현하는 방식으로 접근하였습니다. 커서의 위치를 기준으로, 왼쪽에 있는 문자들은 `left` 리스트에 저장하고, 커서의 오른쪽에 있는 문자들은 `right` 리스트에 담았습니다. LinkedList의 메서드를 활용하여 편집기의 명령어들을 구현하여 문제를 효율적으로 해결할 수 있었습니다.

자료 구조 선택 이유

선택한 자료 구조

LinkedList를 사용하여 문제를 해결 하였습니다.

 

이유 및 장점

LinkedList는 삽입과 삭제 연산에서 $O(1)$ 의 시간 복잡도를 가지므로, 데이터의 중간에서 삽입과 삭제가 빈번히 발생하지 않는 문제에서 특히 유리합니다. 주어진 문제에서 데이터의 중간에서 삽입/삭제가 아닌, 끝에서의 삽입/삭제가 잦으므로 LinkedList가 적합하다고 생각하였습니다.

 

테스트 케이스

-

 

시간 및 공간 복잡도 분석

시간 복잡도

문제에서 입력 크기 M은 $(1 <= M <= 500,000)$ 이고 시간 제한은 0.3초 입니다. 컴퓨터가 연산을 1초에 1억번 한다고 가정하였을 때, $O(n^2)$ 이상의 시간 복잡도를 가지는 알고리즘을 사용할 수 없다는것을 알 수 있었습니다.

 

LinkedList를 사용하여 문제를 해결한 소스코드의 전체 시간 복잡도는 $O(N + M)$ 입니다. 여기서 N은 초기 문자열의 길이, M은 명령어의 개수입니다.

 

LinkedList는 시작과 끝에서 데이터의 추가 및 삭제를 $O(1)$의 시간 복잡도로 처리할 수 있습니다. 따라서, 초기 문자열을 LinkedList에 추가하는 작업과 각 명령어를 처리하는 작업은 모두 효율적으로 수행됩니다.

• 초기 문자열을 LinkedList에 추가하는 작업은 $O(N)$입니다.
• 각 명령어를 처리하는 작업은 모두 $O(1)$로, 명령어의 총 개수에 따라 $O(M)$입니다.
• 최종 문자열을 생성하는 작업도 $O(N)$입니다.

결과적으로, 전체 소스코드의 시간 복잡도는 $O(N + M)$입니다.

 

공간 복잡도

전체 공간 복잡도는 $O(N + M)$입니다. 

 

++ ListIterator 사용

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.LinkedList;
import java.util.ListIterator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        // 초기 문자열을 왼쪽 리스트에 저장
        LinkedList<Character> left = new LinkedList<>();
        String str = br.readLine();
        for (char ch : str.toCharArray()) {
            left.add(ch);
        }

        // ListIterator 생성, 커서를 문자열의 맨 뒤로 위치시키기
        ListIterator<Character> iterator = left.listIterator(left.size());

        int M = Integer.parseInt(br.readLine());
        for (int i = 0; i < M; i++) {
            String[] command = br.readLine().split(" ");
            switch (command[0]) {
                case "L":
                    if (iterator.hasPrevious()) {
                        iterator.previous(); // 커서를 왼쪽으로 이동
                    }
                    break;
                case "D":
                    if (iterator.hasNext()) {
                        iterator.next(); // 커서를 오른쪽으로 이동
                    }
                    break;
                case "B":
                    if (iterator.hasPrevious()) {
                        iterator.previous(); // 커서를 왼쪽으로 이동
                        iterator.remove(); // 현재 커서의 문자를 삭제
                    }
                    break;
                case "P":
                    iterator.add(command[1].charAt(0)); // 현재 커서의 왼쪽에 문자 추가
                    break;
            }
        }

        // 결과 문자열 생성
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (char c : left) {
            sb.append(c);
        }

        // 결과 출력
        bw.write(sb.toString());
        bw.flush();
        bw.close();
        br.close();
    }
}