프로그래머스 후보키 Kotlin (조합,해시)

문제 출처 : https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42890

코딩테스트 연습 - 후보키

문제 설명

후보키

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 "학번"을 가지고 있다. 따라서 "학번"은 릴레이션의 후보 키가 될 수 있다.
그다음 "이름"에 대해서는 같은 이름("apeach")을 사용하는 학생이 있기 때문에, "이름"은 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.)

입출력 예

입출력 예 설명 

입출력 예 #1
문제에 주어진 릴레이션과 같으며, 후보 키는 2개이다.

 

풀이

후보키가 되기 위한 조건은 유일성과 최소성을 만족해야 한다. 따라서 후보키가 될 수 있는 경우는 다음과 같다.

1. 하나의 속성만으로 유일성을 만족하는 경우 (하나의 속성이기 때문에 최소성도 만족한다)

2. 여러 개의 속성을 합쳐 유일성을 만족하는 경우 (여러 개의 속성중에 유일성을 만족하는 속성들이 없어야 한다.)

 

1번의 경우는 직관적인데, 2번은 조금 생각이 필요하다.

유일성을 만족하는 속성을 1, 유일성을 만족하지 않는 속성을 0이라고 하자.

1, 0, 0, 0의 속성들이 있을 때, 우선 1번 속성은 후보키이다.

1번 속성과 2번 속성을 합친 a(1,0)은 2번 속성을 빼도 유일성이 깨지지 않으므로 후보키가 될 수 없다.

2번 속성과 3번 속성을 합친 b(0,0)이 유일성과 최소성을 만족한다고 하면 b는 후보키가 될 수 있다.

2번 속성과 3번 속성을 합친 b와 4번 속성을 합친 c(b(0,0),0)는 c에서 b를 빼면 유일성이 깨지므로 후보키가 될 수 없다.

따라서 하나의 속성이 아닌 여러 속성을 합치는 경우, 해당 조합에 유일성을 만족한 조합이 포함된다면 후보키가 될 수 없다.

 

속성의 순서에는 의미가 없으므로 조합으로 최소성을 만족하는 조합을 찾고,

map을 이용해 해당 후보키가 유일성을 만족하는지 확인하면 된다.

코드

import java.util.*
class Solution {
    var except = ArrayList<ArrayList<Int>>()
    var answer = 0
    fun combination(relation : Array<Array<String>>, idx : Int, size : Int, str : String){
        val comb = ArrayList<Int>()
        val tk = StringTokenizer(str)
        while(tk.hasMoreTokens()){
            comb.add(Integer.parseInt(tk.nextToken()))
        }
        if(comb.size==size){
            // println("size : $size")
            //size크기의 조합을 찾았다면 그 조합의 컬럼을 검사하여 유일성(중복)확인        
            val map = mutableMapOf<String,Boolean>()
            var isUnique =true
            
            for(i in relation.indices){
                var row = ""
                for(j in comb.indices){
                    row+=relation[i][comb[j]]
                }
                if(map[row]==null){
                    map[row]=true
                }
                else{
                    
                    isUnique=false
                    break
                }
            }
            if(isUnique){
                answer++
                except.add(comb)
            }
            return
        }
        for(i in idx until relation[0].size){
            val next =str+" "+i.toString()
            var pass =false
            //깊은 복사 ^^
            val combCopy = ArrayList<Int>()
            for(j in comb){
                combCopy.add(j)
            }
            combCopy.add(i)
           
            //유일성을 만족한 조합을 포함한다면 최소성 탈락, 고로 패스
            for(j in except.indices){
                if(combCopy.containsAll(except[j])){
                    pass=true
                }
            }
            if(pass)continue
           combination(relation,i+1,size,next) 
        }
        
    }
    fun solution(relation: Array<Array<String>>): Int {
        
        
        //유일성 만족하는 거는 거르고 answer++
        //유일성 만족하지 않는 것들로만 조합
        //map[String]에 개수
        
        for(i in 0 until relation[0].size){
            combination(relation,0,i+1,"")
        }
        return answer
    }
}