[프로그래머스] [3차] 압축 - 자바(Java)

문제 링크

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/17684

프로그래머스

 

 

문제 설명

신입사원 어피치는 카카오톡으로 전송되는 메시지를 압축하여 전송 효율을 높이는 업무를 맡게 되었다. 메시지를 압축하더라도 전달되는 정보가 바뀌어서는 안 되므로, 압축 전의 정보를 완벽하게 복원 가능한 무손실 압축 알고리즘을 구현하기로 했다.

어피치는 여러 압축 알고리즘 중에서 성능이 좋고 구현이 간단한 LZW(Lempel–Ziv–Welch) 압축을 구현하기로 했다. LZW 압축은 1983년 발표된 알고리즘으로, 이미지 파일 포맷인 GIF 등 다양한 응용에서 사용되었다.

 

LZW 압축은 다음 과정을 거친다.

• 길이가 1인 모든 단어를 포함하도록 사전을 초기화한다.
• 사전에서 현재 입력과 일치하는 가장 긴 문자열 w를 찾는다.
• w에 해당하는 사전의 색인 번호를 출력하고, 입력에서 w를 제거한다.
• 입력에서 처리되지 않은 다음 글자가 남아있다면(c), w+c에 해당하는 단어를 사전에 등록한다.
• 단계 2로 돌아간다.

 

압축 알고리즘이 영문 대문자만 처리한다고 할 때, 사전은 다음과 같이 초기화된다. 사전의 색인 번호는 정수값으로 주어지며, 1부터 시작한다고 하자.

색인 번호	1	2	3	...	24	25	26
단어	A	B	C	...	X	Y	Z

 

예를 들어 입력으로 KAKAO가 들어온다고 하자.

• 현재 사전에는 KAKAO의 첫 글자 K는 등록되어 있으나, 두 번째 글자까지인 KA는 없으므로, 첫 글자 K에 해당하는 색인 번호 11을 출력하고, 다음 글자인 A를 포함한 KA를 사전에 27 번째로 등록한다.
• 두 번째 글자 A는 사전에 있으나, 세 번째 글자까지인 AK는 사전에 없으므로, A의 색인 번호 1을 출력하고, AK를 사전에 28 번째로 등록한다.
• 세 번째 글자에서 시작하는 KA가 사전에 있으므로, KA에 해당하는 색인 번호 27을 출력하고, 다음 글자 O를 포함한 KAO를 29 번째로 등록한다.
• 마지막으로 처리되지 않은 글자 O에 해당하는 색인 번호 15를 출력한다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
K	A	11	27: KA
A	K	1	28: AK
KA	O	27	29: KAO
O		15

이 과정을 거쳐 다섯 글자의 문장 KAKAO가 4개의 색인 번호 [11, 1, 27, 15]로 압축된다.

 

입력으로 TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT가 들어오면 다음과 같이 압축이 진행된다.

현재 입력(w)	다음 글자(c)	출력	사전 추가(w+c)
T	O	20	27: TO
O	B	15	28: OB
B	E	2	29: BE
E	O	5	30: EO
O	R	15	31: OR
R	N	18	32: RN
N	O	14	33: NO
O	T	15	34: OT
T	T	20	35: TT
TO	B	27	36: TOB
BE	O	29	37: BEO
OR	T	31	38: ORT
TOB	E	36	39: TOBE
EO	R	30	40: EOR
RN	O	32	41: RNO
OT		34

 

 

입력 형식

입력으로 영문 대문자로만 이뤄진 문자열 msg가 주어진다. msg의 길이는 1 글자 이상, 1000 글자 이하이다.

 

 

출력 형식

주어진 문자열을 압축한 후의 사전 색인 번호를 배열로 출력하라.

 

 

입출력 예제

msg	answer
KAKAO	[11, 1, 27, 15]
TOBEORNOTTOBEORTOBEORNOT	[20, 15, 2, 5, 15, 18, 14, 15, 20, 27, 29, 31, 36, 30, 32, 34]
ABABABABABABABAB	[1, 2, 27, 29, 28, 31, 30]

 

 

코드

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

class Solution {
    public List<Integer> solution(String msg) {
        List<Integer> answer = new ArrayList<>();
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 사전에 등록할 인덱스 초기화
        int idx = init(map);

        for (int i = 0; i < msg.length(); i++) {
            String word = "";

            // 사전에 등록된 가장 긴 문자열 찾기
            while (i < msg.length() && map.containsKey(word + msg.charAt(i))) {
                word += msg.charAt(i);
                i++;
            }

            // 찾은 문자열의 인덱스 answer 리스트에 추가
            answer.add(map.get(word));

            // 남은 문자가 있는 경우
            if (i < msg.length()) {
                // 다음 문자를 더한 후 사전에 등록 하기
                map.put(word + msg.charAt(i), idx);
                idx++; // 인덱스 증가
                i--; // 증가된 i 감소 시킨 후 반복문 진행
            }
        }

        return answer;
    }

    private int init(Map<String, Integer> map) {
        int idx = 1;

        for (char ch = 'A'; ch <= 'Z'; ch++) {
            map.put(String.valueOf(ch), idx++);
        }

        return idx;
    }
}

코드 설명

주석 참고

• LZW(Lempel–Ziv–Welch) 압축 알고리즘을 구현하는 것으로, 입력 문자열 msg를 압축하기 위해 문자열을 사전에 등록하여 중복을 최소화하여 사전 색인 배열을 출력하는 문제다.
• 결과를 담을 answer 리스트와 사전을 표현하는 map을 선언한 뒤, init() 메서드를 통해 사전에 등록할 인덱스(idx)를 초기화한다.
• init() 메서드는 알파벳 A부터 Z까지의 문자열을 사전(map)에 등록한다. map의 초기 요소들은 알파벳 A부터 Z까지 문자열을 key, 인덱스를 value로 가진다.
• 이후 for 문을 통해 입력받은 msg 문자열을 순회하면서 가장 긴 등록된 문자열을 찾는다.
• while 문에서 현재 문자열에서 다음 문자를 더한 문자열이 사전(map)에 있는지 확인한다. 만약, 해당 문자열이 존재하는 경우 존재하지 않는 문자열을 찾을 때까지 인덱스를 증가시킨다.
• 가장 긴 문자열을 찾으면 해당 문자열에 대응하는 인덱스를 answer 리스트에 추가한다.
• 이후 다음 문자가 남아 있다면 현재 문자열과 다음 문자열을 더하여 이를 더한 후 사전(map)에 등록한 후, 인덱스 idx를 1 증가시키고 i를 1 감소시켜 다음 문자를 다시 검사하도록 한다.
• 모든 문자열을 순회하면 answer 리스트에는 LZW 압축 결과가 담겨 있다.