[Lv1] K번째 수 - 정렬

문제

문제 설명

배열 array의 i번째 숫자부터 j번째 숫자까지 자르고 정렬했을 때, k번째에 있는 수를 구하려 합니다.

예를 들어 array가 [1, 5, 2, 6, 3, 7, 4], i = 2, j = 5, k = 3이라면

1. array의 2번째부터 5번째까지 자르면 [5, 2, 6, 3]입니다.
2. 1에서 나온 배열을 정렬하면 [2, 3, 5, 6]입니다.
3. 2에서 나온 배열의 3번째 숫자는 5입니다.

배열 array, [i, j, k]를 원소로 가진 2차원 배열 commands가 매개변수로 주어질 때, commands의 모든 원소에 대해 앞서 설명한 연산을 적용했을 때 나온 결과를 배열에 담아 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

제한사항

• array의 길이는 1 이상 100 이하입니다.
• array의 각 원소는 1 이상 100 이하입니다.
• commands의 길이는 1 이상 50 이하입니다.
• commands의 각 원소는 길이가 3입니다.

입출력 예

입출력 예 설명

[1, 5, 2, 6, 3, 7, 4]를 2번째부터 5번째까지 자른 후 정렬합니다. [2, 3, 5, 6]의 세 번째 숫자는 5입니다.
[1, 5, 2, 6, 3, 7, 4]를 4번째부터 4번째까지 자른 후 정렬합니다. [6]의 첫 번째 숫자는 6입니다.
[1, 5, 2, 6, 3, 7, 4]를 1번째부터 7번째까지 자릅니다. [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]의 세 번째 숫자는 3입니다.

풀이

풀이 1. std::sort 이용 풀이

가장 간단히 위 문제를 해결할 수 있는 방법으로, 문제 요구사항을 그대로 따라서 구현하면 된다. 인덱스 계산할 때만 주의해주면 무난히 구현할 수 있다. 시간 복잡도를 계산하면 다음과 같다.

• std::sort: O(m log m), m = (j - i + 1)
• 쿼리가 많을 때 m이 커지면 상대적으로 느려질 수 있음

#include <algorithm>
#include <vector>

std::vector<int> solution(std::vector<int> array, std::vector<std::vector<int>> commands)
{
    std::vector<int> answer{};
    answer.reserve(commands.size());

    for (const auto &command : commands)
    {
        const auto i = command[0];
        const auto j = command[1];
        const auto k = command[2];

        std::vector<int> sub_vector{array.begin() + (i - 1), array.begin() + j};

        // 오름차순 정렬 후 k-1번째 인덱스에 있는 요소들만 추가
        std::sort(sub_vector.begin(), sub_vector.end());
        answer.push_back(sub_vector[k - 1]);
    }

    return answer;
}

풀이 2. std::nth_element 이용

실제로 필요한 건 k 번째 원소 하나이기 때문에 전체 정렬은 낭비일 수도 있다. 이를 효율적으로 구현할 수 있게 하는것이 바로 std::nth_element이다.

#include <algorithm>
#include <vector>

std::vector<int> solution(std::vector<int> array, std::vector<std::vector<int>> commands)
{
    std::vector<int> answer{};
    answer.reserve(commands.size());

    for (const auto &command : commands)
    {
        const auto i = command[0];
        const auto j = command[1];
        const auto k = command[2];

        std::vector<int> sub_vector{array.begin() + (i - 1), array.begin() + j};

        // 전체 정렬 대신 k번째 원소만 제자리로 (평균 O(n))
        std::nth_element(sub_vector.begin(), sub_vector.begin() + (k - 1), sub_vector.end());
        answer.push_back(sub_vector[k - 1]);
    }

    return answer;
}

풀이 3. 전체 복사 + 부분 정렬

아래 코드는 프로그래머스 다른사람 풀이를 보면 가장 처음에 나온 풀이다. 이 풀이의 특징은 매 쿼리마다 원번 배열 전체를 통째로 복사한 뒤 그 구간만 정렬하는 방식이다. 참신한 방법인것 같긴 하지만, 불필요한 연산이 반복되고, 인덱스 계산 식도 직관적이지 않아 가독성도 떨어진다.

#include <algorithm>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

vector<int> solution(vector<int> array, vector<vector<int>> commands)
{
    vector<int> answer;
    vector<int> temp;

    for (int i = 0; i < commands.size(); i++)
    {
        temp = array;
        sort(temp.begin() + commands[i][0] - 1, temp.begin() + commands[i][1]);
        answer.push_back(temp[commands[i][0] + commands[i][2] - 2]);
    }

    return answer;
}