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[kangdaia] WEEK 02 solutions

Author: kangdaia

3sum/kangdaia.py

@@ -0,0 +1,49 @@
+class Solution:
+    def threeSum(self, nums: list[int]) -> list[list[int]]:
+        """
+        nums에서 세 숫자를 골라 합이 0이 되는 조합을 구하는 함수
+        세 숫자는 서로 다른 인덱스에 위치해야 함. 중복된 조합은 포함하지 않아야 함.
+
+        방법
+        1. brute force. 세 숫자를 모두 조합하여 합이 0이 되는지 확인. O(n^3) 시간복잡도 -> 너무 오래 걸림!
+        2. 첫번째 값을 고정하고 나머지 두개의 합을 two sum 문제에서 해결한 것 처럼 dict에 저장하여 찾기. O(n^2) 시간복잡도, O(n) 공간복잡도
+            -> 중복된 조합을 걸러내는 과정이 필요함
+        3. 정렬을 해서, 첫번째 값을 고정하고, 나머지 두개의 합이 첫번째 값의 음수가 되는 경우를 찾음 - 포인터 방식.
+            -> O(n^2) 시간복잡도, O(1) 공간복잡도. 2번 방법보다 정렬을 하지 않으니 효율적
+        4. 3번 방법에 시간을 줄일 수 있는 예외 케이스 혹은 조건을 찾아 빠르게 종료하기
+            - 첫번째 값이 양수인 경우, 나머지 두개의 합이 음수가 될 수 없으므로 종료
+            - 첫번째 값이 이전 값과 같은 경우, 중복된 조합이 되니 건너뛰기
+            - append 값을 찾은 후에 j+1, k-1을 하면서 중복된 값이 아닐때까지 이동하기
+
+        Args:
+            nums (list[int]): 정렬되지 않은 정수목록
+
+        Returns:
+            list[list[int]]: 합이 0이 되는 세 숫자의 조합 목록
+        """
+        answer = []
+        s_nums = sorted(nums)
+        n = len(s_nums)
+        for i in range(n - 2):
+            x = s_nums[i]
+            if i > 0 and x == s_nums[i - 1]:
+                continue
+            if x > 0:
+                break
+            j, k = i + 1, n - 1
+            while j < k:
+                y, z = s_nums[j], s_nums[k]
+                total = x + y + z
+                if total == 0:
+                    answer.append([x, y, z])
+                    j += 1
+                    k -= 1
+                    while j < k and s_nums[j] == s_nums[j - 1]:
+                        j += 1
+                    while j < k and s_nums[k] == s_nums[k + 1]:
+                        k -= 1
+                elif total < 0:
+                    j += 1
+                else:
+                    k -= 1
+        return answer

climbing-stairs/kangdaia.py

@@ -0,0 +1,28 @@
+class Solution:
+    def climbStairs(self, n: int) -> int:
+        """
+        한번에 1계단 혹은 2계단 씩 올라갈 수 있을때, n개의 계단을 올라기가 위한 방법의 수를 구하는 함수
+
+        방법:
+        1. dp로 풀이하기. 점화식 계산
+            n=2일때, 1,1 / 2 -> 2가지
+            n=3일때, 1,1,1 / 1,2 / 2,1 -> 3가지
+            n=4일때, 1,1,1,1 / 1,1,2 / 1,2,1 / 2,1,1 / 2,2 -> 5가지
+             1) n-1에서 1계단 올라가기
+             2) n-2에서 2계단 올라가기
+            -> dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
+        2. 이전 값 두개만 알아두면 되니, dp 배열을 만들지 않고, prev1, prev2로 계산하기
+        시간복잡도 O(n), 공간복잡도 O(1)
+
+        Args:
+            n (int): 최종적으로 올라가야 하는 계단의 수
+
+        Returns:
+            int: n개의 계단을 올라가기 위한 방법의 갯수
+        """
+        if n <= 3:
+            return n
+        prev1, prev2 = 2, 3
+        for i in range(3, n):
+            prev1, prev2 = prev2, prev1 + prev2
+        return prev2

product-of-array-except-self/kangdaia.py

@@ -0,0 +1,33 @@
+class Solution:
+    def productExceptSelf(self, nums: list[int]) -> list[int]:
+        """
+        nums의 각 원소에 대해서, 그 원소를 제외한 나머지 원소들의 곱을 구하는 함수
+        시간제약은 O(n)이고, 나눗셈을 사용하지 않아야 함
+
+        방법:
+        1. brute-force. 각 원소마다, 나머지 원소들의 곱을 구하기. O(n)의 시간 제약을 만족하지 못함
+        2. 전체 곱을 구해두고, 각 원소마다 자기 자신의 값으로 나누기. 나눗셈 제약에 걸려 사용 불가
+        3. 루프에서 자신의 원소를 빼고 앞의 값들의 곱과 뒤의 곱들의 값을 구하기.
+            - 앞에서부터 곱을 구해나가면서, 배열에 저장하기. 초기 값은 1로 설정
+            - 뒤에서부터 곱을 구해나가면서, 배열에 저장하기. 초기 값은 1로 설정
+            - 현 위치 기준 앞의 곱과 뒤의 곱을 곱해서 최종 답을 구하기
+            -> 앞의 곱과 뒤의 곱의 목록을 유지하니 공간 복잡도가 O(n), 더 효율화 할 수 없을까?
+        4. 별도의 배열을 만들지 않고, 앞에서부터 곱하며 배열에 저장한 후, 뒤에서부터 다시 곱하며 동일 배열에 업데이트.
+            -> 시간복잡도 O(n), 공간복잡도 O(1) (답 배열 제외)
+
+        Args:
+            nums (list[int]): 정수 목록
+
+        Returns:
+            list[int]: 각 원소에 대해서, 그 원소를 제외한 나머지 원소들의 곱을 담은 목록
+        """
+        answer = [1] * len(nums)
+        nxt = 1
+        for idx, num in enumerate(nums):
+            answer[idx] = nxt
+            nxt *= num
+        nxt = 1
+        for idx in range(len(nums) - 1, -1, -1):
+            answer[idx] *= nxt
+            nxt *= nums[idx]
+        return answer

valid-anagram/kangdaia.py

@@ -0,0 +1,24 @@
+from collections import Counter
+
+
+class Solution:
+    def isAnagram(self, s: str, t: str) -> bool:
+        """
+        s와 t가 아나그램인지 확인하는 함수.
+        아나그램은 문자열의 문자들이 동일하지만 순서가 다른 경우를 말함. 대소문자는 구분하지 않지만, 언어마다의 특수 기호 등은 고려해야 함.
+
+        방법:
+        1. s와 t를 정렬하여 비교; o(nlogn) 시간복잡도
+        2. s와 t의 각 문자의 빈도수를 세어 비교; o(n) 시간복잡도
+        -> 실제 dict로 구현하기보다 Counter를 사용하면 o(n)에서도 약간 빠르게 구현 가능
+
+        * 언어마다의 특수 문자/기호를 고려해야 해, casefold()를 사용.
+
+        Args:
+            s (str): 비교할 문자열 1
+            t (str): 비교할 문자열 2
+
+        Returns:
+            bool: s와 t가 아나그램이면 True, 아니면 False
+        """
+        return Counter(s.casefold()) == Counter(t.casefold())

validate-binary-search-tree/kangdaia.py

@@ -0,0 +1,46 @@
+from typing import Optional
+
+
+class TreeNode:
+    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
+        self.val = val
+        self.left = left
+        self.right = right
+
+
+class Solution:
+    def checker(self, node: Optional[TreeNode], low: float, high: float) -> bool:
+        """(Helper)
+        주어진 노드가 유효한 BST 노드인지 검증하는 함수
+
+        Args:
+            node (Optional[TreeNode]): 검증할 node 객체
+            low (float): node.val이 될 수 있는 최소값
+            high (float): node.val이 될 수 있는 최대값
+
+        Returns:
+            bool: node가 유효한 BST 노드인지 여부
+        """
+        if node is None:
+            return True
+        value = node.val
+        left, right = node.left, node.right
+        if not (low < value < high):
+            return False
+        return self.checker(left, low, value) and self.checker(right, value, high)
+
+    def isValidBST(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:
+        """
+        현재 트리가 올바른 binary tree인지 검증하는 함수
+
+        checker 함수를 이용하여 트리의 모든 노드가 BST의 조건을 만족하는지 검증함.
+        checker 함수는 재귀적으로 호출되고, 각 노드의 값이 허용된 범위 내에 있는지 확인함.
+        이후 왼쪽 자식 노드는 현재 노드의 값보다 작은 범위로, 오른쪽 자식 노드는 현재 노드의 값보다 큰 범위로 검증함.
+
+        Args:
+            root (Optional[TreeNode]): 검증되지 않는 tree 객체
+
+        Returns:
+            bool: 올바른 binary tree인지 여부
+        """
+        return self.checker(root, -float("inf"), float("inf"))