[ 프로그래머스 - 2019 카카오 공채 ] 후보키 ( 자바, bitmask )

[ 프로그래머스 - 2019 카카오 공채 ] 후보키 bitmask ( java, bitmask )

프렌즈대학교 컴퓨터공학과 조교인 제이지는 네오 학과장님의 지시로, 학생들의 인적사항을 정리하는 업무를 담당하게 되었다.

그의 학부 시절 프로그래밍 경험을 되살려, 모든 인적사항을 데이터베이스에 넣기로 하였고, 이를 위해 정리를 하던 중에 후보키(Candidate Key)에 대한 고민이 필요하게 되었다.

후보키에 대한 내용이 잘 기억나지 않던 제이지는, 정확한 내용을 파악하기 위해 데이터베이스 관련 서적을 확인하여 아래와 같은 내용을 확인하였다.

관계 데이터베이스에서 릴레이션(Relation)의 튜플(Tuple)을 유일하게 식별할 수 있는 속성(Attribute) 또는 속성의 집합 중, 다음 두 성질을 만족하는 것을 후보 키(Candidate Key)라고 한다.
유일성(uniqueness) : 릴레이션에 있는 모든 튜플에 대해 유일하게 식별되어야 한다.
최소성(minimality) : 유일성을 가진 키를 구성하는 속성(Attribute) 중 하나라도 제외하는 경우 유일성이 깨지는 것을 의미한다. 즉, 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별하는 데 꼭 필요한 속성들로만 구성되어야 한다.
제이지를 위해, 아래와 같은 학생들의 인적사항이 주어졌을 때, 후보 키의 최대 개수를 구하라.

위의 예를 설명하면, 학생의 인적사항 릴레이션에서 모든 학생은 각자 유일한 학번을 가지고 있다. 따라서 학번은 릴레이션의 후보 키가 될 수 있다.
그다음 이름에 대해서는 같은 이름(apeach)을 사용하는 학생이 있기 때문에, 이름은 후보 키가 될 수 없다. 그러나, 만약 [이름, 전공]을 함께 사용한다면 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별 가능하므로 후보 키가 될 수 있게 된다.
물론 [이름, 전공, 학년]을 함께 사용해도 릴레이션의 모든 튜플을 유일하게 식별할 수 있지만, 최소성을 만족하지 못하기 때문에 후보 키가 될 수 없다.
따라서, 위의 학생 인적사항의 후보키는 학번, [이름, 전공] 두 개가 된다.

릴레이션을 나타내는 문자열 배열 relation이 매개변수로 주어질 때, 이 릴레이션에서 후보 키의 개수를 return 하도록 solution 함수를 완성하라.

제한사항
relation은 2차원 문자열 배열이다.
relation의 컬럼(column)의 길이는 1 이상 8 이하이며, 각각의 컬럼은 릴레이션의 속성을 나타낸다.
relation의 로우(row)의 길이는 1 이상 20 이하이며, 각각의 로우는 릴레이션의 튜플을 나타낸다.
relation의 모든 문자열의 길이는 1 이상 8 이하이며, 알파벳 소문자와 숫자로만 이루어져 있다.
relation의 모든 튜플은 유일하게 식별 가능하다.(즉, 중복되는 튜플은 없다.)

 

 

출처: 프로그래머스 코딩 테스트 연습, https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42890

코딩테스트 연습 - 후보키 | 프로그래머스

https://tech.kakao.com/2018/09/21/kakao-blind-recruitment-for2019-round-1/

2019 카카오 신입 공채 1차 코딩 테스트 문제 해설

정답률: 16.09% 

 

 

핵심 ( bit mask )

원래 처음에 DFS로 풀었지만, bit mask 방법을 알아둬야 할 것 같아 bit mask로도 풀어봤다. 

 

아래는 DFS로 푼 방법. 

https://keepgoing0328.tistory.com/entry/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%A8%B8%EC%8A%A4-2019-%EC%B9%B4%EC%B9%B4%EC%98%A4-%EA%B3%B5%EC%B1%84-%ED%9B%84%EB%B3%B4%ED%82%A4-%EC%9E%90%EB%B0%94

[ 프로그래머스 - 2019 카카오 공채 ] 후보키 ( 자바 )

 

[ 미리 필요한 개념 ]

1. Bit mask

: 2 진법으로 집합을 표현할 수 있다. 0은 없는 것. 1은 있는 것.

 

2. and 의미

1 0 0 1 & 1 0 0 0 = 1 0 0 0

두 집합에서 교집합은 첫 번째 1이다.

 

3. 2진법에서 1의 위치 알아내기

2진법의 집합이라고 표현했지만, 순서가 있는 것도 특징임

for ( th = 0 ; th < set 크기 ; th++ )

    if( (1<<th) & set != 0 ) 

         => th번째 원소와 set 의 교집합이 0 이 아니다. 

         => th 번째 원소가 set 집합에 존재! 

 

4. 부분 집합 만들기 

for ( set = 1 ; set < ( 1<< 집합 크기 ) ; set++ ){}

set = 1, 10, 11, 100, 101, 110, ,,,, 이런식으로 원소가 추가되면서? 부분 집합을 만든다. 

이 문제에서는 상관없지만, 경우에 따라 0001, 0010 이렇게 앞에 0을 채워야하는 경우가 있다. 

 

구조

for 모든 가능한 2진법 부분 집합 만들기 (= 속성 부분 집합)

    for relation에서 모든 tuple에 대해 

        부분 집합에서 속성의 번째를 알아내 데이터를 만든다. 

        set에 데이터 추가 

    if( set 크기 == relation 크기 ) 모든 데이터를 구분가능? 

        push( 부분 집합 ) ~ 기존 candidate key를 포함하는가? 안 하면 candidate key에 추가 

 

push( set ); set이 기존 candiate key를 포함? 

    for 모든 candidate key 

        if( key & set == key ) = key와 set 교집합이 key인가?  그럼 set 은 key를 포함. 최소성 만족 x 

           return

    candidate 에 set 추가 

    return 

 

 

추가적으로 더 궁금한 점 있으면 댓글 달아주세요

 

 

코드

import java.util.*;
class Solution {
    public int solution(String[][] relation) {
        int colLen = relation[0].length;
        int rowLen = relation.length;
        HashSet<String> selects = new HashSet<String>();
        HashSet<Integer> candidates = new HashSet<Integer>();
        
        // 2진법으로 부분 집합 만들기 
        for(int biSet = 1 ; biSet < (1<<colLen) ; biSet++) {
            
            selects.clear();
            // 모든 데이터에 대해 
            for(int r = 0 ; r < rowLen ; r++ ) {
                // biSet에서 1로 켜진 부분의 순번 갖고오기  
                String data = "";
                for(int th = 0 ; th < colLen ; th++) {
                    // 켜진 부분들의 데이터를 갖고온다. 
                    if( (biSet & (1<<th)) != 0) {
                        data += relation[r][th] + ",";
                    }
                }
                selects.add(data);
            }
            if(selects.size() == rowLen ) {
                push(candidates, biSet);
            }
        }
        return candidates.size();
    }
    static void push(HashSet<Integer> candidates, int set) {
        for (int key : candidates) {
            if((key & set) == key ) {
                return;
            }
        }
        candidates.add(set);
    }
}