Java - 두 개 뽑아서 더하기, 가장 가까운 같은 글자 / SQL(MySQL) - 조건에 맞는 사용자와 총 거래금액 조회, 가격대 별 상품 개수 구하기, 즐겨찾기가 가장 많은 식당 정보 출력하기

JAVA

두 개 뽑아서 더하기

문제

• 프로그래머스 - https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/68644
• 정수 배열 numbers가 주어졌을 때 numbers에서 서로 다른 인덱스에 있는 두 개의 수를 뽑아 더해서 만들 수 있는 모든 수를 배열에 오름차순으로 담아 return 하는 함수를 완성

제한조건

• numbers의 길이는 2 이상 100이하이며 numbers의 모든 수는 0 이상 100 이하

입출력 예시

나의 풀이

import java.util.Arrays;
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;

class Solution {
    public int[] solution(int[] numbers) {

        Set<Integer> set = new HashSet<>();

        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            for (int j = i; j < numbers.length; j++) {
                if (i == j) {
                    continue;
                }
                set.add(numbers[i] + numbers[j]);
            }
        }
        int[] answer = new int[set.size()];
        int index = 0;
        for (Integer i : set) {
            answer[index++] = i;
        }   

        Arrays.sort(answer);

        return answer;
    }
}

• 우선 같은 배열에서 서로 다른 index의 요소를 각각 하나씩 뽑아야 했으므로 이중 반복문을 활용했다.
• 그러나 여기서 2번째 반복문의 j의 값을 i + 1로 하면 마지막 반복에서 인덱스를 벗어나 에러가 발생할 것으로 예상되어 어떤 것으로 할당해야 할지 고민을 하다가 int i = 0; int j = i;로 반복을 하기로 결정했다.
  • 전혀 아니다. 의미 없는 고민이였다
  • j의 값을 i + 1로 설정하여 반복을 돌려도 어차피 j < numbers.length 까지 반복하기 때문에.. index 에러가 발생할 여지가 애초에 없었는데 잘못생각하고 문제를 풀었다.
  • 여러번 더 고민하고 접근하자
• 여기서 문제는 i와 j가 같은 인덱스의 값을 꺼낸서 요구사항에 의미없는 계산을 한다는 것이였다
• 손으로 일일히 풀어 보다가 여기서 j의 값을 i로 했을때 i와 j의 값이 같을때만 연산하지않고 넘기기만 하면 배열의 서로 다른 요소를 꺼낼 수 있다는 것을 알게 되어 if (i == j) continue;로 2중 반복문의 맨 처음을 건너뛰고 그 다음부터 numbers[i] + numbers[j]를 연산했다.
• 여기서 이 연산한 값이 중복이 되면 안되기 때문에 Set 자료 구조를 사용하여 연산한 값을 저장하고, 모든 반복이 끝난 후 set.size()만큼 새로 배열을 생성하여 set의 자료구조를 순회하여 새로 생성한 배열에 값을 하나씩 저장했다.
• 그 다음 오름차순으로 정렬한 후 반환하여 문제를 해결했다.
• 반복이 너무 많이 들어가서 효율적이진 않을 것 같은데 지금 단계에서 이 이상으로는 생각이 어려웠다.

다른 풀이

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
     public int[] solution(int[] numbers) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();

        for(int i=0; i<numbers.length; i++) {
            for(int j=i+1; j<numbers.length; j++) {
                set.add(numbers[i] + numbers[j]);
            }
        }

        return set.stream().sorted().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
    }
}

• 이 풀이를 보고 에러가 나지 않기 위해 j의 값을 어떻게 할당할지 고민했던 것이 무의미한 고민이였다는 것을 알았다.
• set자료구조를 사용한 것은 나와 동일했으나 마지막에 set 자료구조를 stream()을 활용하여 정렬하고 mapToInt(Integer::intValue).toArray()를 통해서 int[]배열로 반환하는 스트림 코드가 가독성이 좋아 보여서 가져왔다.

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

class Solution {
    public int[] solution(int[] numbers) {
        Set<Integer> set = new TreeSet<>();

        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < numbers.length; j++) {
                set.add(numbers[i] + numbers[j]);
            }
        }

        return set.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray();
    }
}

• 기본적으로 오름차순으로 정렬이 되는 TreeSet을 사용하면 중복값도 없고 오름차순도 적용되어 한번 더 정렬하는 로직을 제거할 수 있어서 조금 더 성능을 높일 수 있다

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가장 가까운 같은 글자

문제

• 프로그래머스 - https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/142086
• 문자열 s가 주어졌을 때 s의 각 위치마다 자신보다 앞에 나왔으면서 자신과 가장 가까운 곳에 있는 같은 글자가 어디 있는지 찾는 함수를 작성
• s = "banana"라면 각 글자들을 왼쪽부터 오른쪽으로 읽어 나가면서 아래처럼 진행할 수 있음
  • b가 처음 나옴, 자신의 앞에 같은 글자가 없음 => -1
  • a가 처음 나옴, 자신의 앞에 같은 글자가 없음 => -1
  • n이 처음 나옴, 자신의 앞에 같은 글자가 없음 => -1
  • a가 자신보다 두 칸 앞에 먼저 나온 a가 있음 => 2
  • n이 자신보다 2 칸 앞에 먼저 나온 n이 있음 => 2
  • a가 자신보다 두 칸, 네 칸 앞에 먼저 나온 a가 있음, 둘 중 가까운 것은 두 칸 앞에 있음 => 2
  • 최종 {-1, -1, -1, 2, 2, 2}

제한조건

• s의 길이는 1 이상 10,000 이하이며 s는 영어 소문자로만 이루어져있음

입출력 예시

나의 풀이

Map 자료구조 이용

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

class Solution {
    public int[] solution(String s) {

        Map<Character, Integer> lastCharIndex = new HashMap<>();
        int[] answer = new int[s.length()];

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if(lastCharIndex.containsKey(c)) {
                answer[i] = i - lastCharIndex.get(c);
            } else {
                answer[i] = -1;
            }
            lastCharIndex.put(c, i);
        }

        return answer;
    }
}

 

• 먼저 주어진 문자열 s의 각 단어와 index번호를 저장할 Map<Character, Integer> lastCharIndex = new HashMap<>();을 선언했다
• Map 자료구조를 선택한 이유는 같은 key값으로 value가 들어오면 자동으로 나중에 온 값이 덮어쓰기 때문에 항상 마지막 위치를 유 지할 수 있게 된다.
• 그 이후 주어진 문자열만큼 반복을 하는데 s.charAt(i)로 문자열을 하나씩 뽑아서 lastCharIndex.containsKey()로 뽑아낸 문자열이 lastCharIndex에 저장되어있는지 확인한다.
  • 만약 저장되어있다면 lastCharIndex.get(c)로 뽑은 문자열을 key값으로 하여 이미 저장되어있는 문자의 key값에 해당하는 index번호를 꺼낸다
  • 그 다음 현재 문자의 index와 뺄셈 연산을 하면 현재 문자의 가장 가까운 문자가 얼마나 떨어져 있는지 알 수 있다
  • 그게 아니라면 s.charAt(i)으로 뽑아낸 문자가 처음 나온것이므로 answer[i]에 기본값으로 -1을 입력한다.
• 반복이 1번씩 끝날 때마다 lastCharIndex.put(c, i)로 꺼낸 문자와 반복 횟수(현재 문자열의 index)를 저장해주면 한 번의 반복문으로 문제를 해결할 수 있다.

다른 풀이

getOrDefault() 이용

import java.util.*;

class Solution {
    public int[] solution(String s) {
        int[] answer = new int[s.length()];
        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i=0; i<s.length();i++){
            char ch = s.charAt(i);
            answer[i] = i-map.getOrDefault(ch,i+1);
            map.put(ch,i);
        }
        return answer;
    }
}

• 내가 푼 풀이와 접근 방법은 동일한데, 꺼낼 값이 없다면 기본 값을 지정하여 반환하는 getOrDefault()함수를 사용한 풀이를 가져왔다.
• map에 이미 저장된 값이 있으면 해당 값을 꺼내서 반복된 회수(해당 문자의 index)와 이미 저장한 문자의 index위치를 뺄셈 연산하여 값을 반환하여 가까운 문자의 위치를 반환하고, 조회하는 key가 map에 없으면 i+1 을 반환하여 항상 -1이 저장되도록 작성했다.
• 조건을 분기하는 if문이 없어서 가독성이 더욱 좋다

IntStream 이용

import java.util.stream.IntStream;

class Solution {
    public int[] solution(String s) {
        return IntStream.range(0, s.length())
            .map(i -> s.substring(0, i).lastIndexOf(s.charAt(i)) >
                -1 ?
                i - s.substring(0, i).lastIndexOf(s.charAt(i)) : -1)
            .toArray();
    }
}

• 개인적으로 좀 과한 것 같긴해도 Stream을 활용하는 방법을 분석해보는 것이 좋을 것 같아서 가져왔다.
• IntStream.range(0, s.length())로 주어진 s,length -1 만큼 인덱스를 생성한다
• 그다음 .map을 사용하여 각 인덱스에서 요구사항을 만족하는 로직을 구현한다
  • 삼항 연산자를 사용하기 위해 조건문을 작성할 때 먼저 i(스트림이 반복된 횟수)로 s.substring(0, i)을 통해 문자열을 자른다
  • lastIndexOf(s.charAt(i))를 사용하여 문자열 s에서 i(현재 반복 회수)에 해당되는 문자를 가져온 다음 해당 문자가 잘라낸 문자열에서 마지막으로 등장한 위치를 찾아서 반환한다
  • 만약 없으면 -1 을 반환하는데 이를 이용하여 s.substring(0, i).lastIndexOf(s.charAt(i)) > - 1 으로 삼항 연산자의 조건문을 완성한다
  • 조건문이 true이면 잘라낸 문자열에 현재 반복의 인덱스에 해당하는 문자가 있다는 뜻이므로 'i - 조건문으로 찾은 index'를 계산한 결과를 반환한다
  • 조건문이 false면 처음 꺼내진 값이므로 -1을 반환한다
• 다음 저장되는 값을 toArray()를 사용하여 배열로 최종 결과를 반환한다

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SQL(MySQL)

조건에 맞는 사용자와 총 거래금액 조회하기

문제 및 테이블 예시

• 프로그래머스 - https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/164668
• USED_GOODS_BOARD와 USED_GOODS_USER 테이블에서 완료된 중고 거래의 총금액이 70만 원 이상인 사람의 회원 ID, 닉네임, 총거래금액을 조회하는 SQL문을 작성
• 결과는 총거래금액을 기준으로 오름차순 정렬

입출력 예시

나의 풀이

SELECT 
    UGU.USER_ID, UGU.NICKNAME, SUM(UGB.PRICE) AS TOTAL_SALES
FROM
    USED_GOODS_BOARD AS UGB
JOIN
    USED_GOODS_USER AS UGU
ON
    UGB.WRITER_ID = UGU.USER_ID
WHERE
    UGB.STATUS = 'DONE'
GROUP BY
    UGU.USER_ID
HAVING
    TOTAL_SALES >= 700000
ORDER BY
    TOTAL_SALES

• 우선 게시글 작성자(USER_ID)정보와 닉네임, 그리고 거래 완료된 합계 금액을 구하기 위해선 두 테이블을 작성자와 USER_ID가 일치하는 정보로 두 테이블을 합칠 필요가 있어서 USED_GOODS_BOARD 테이블과 USED_GOODS_USER 테이블을 INNER JOIN 했다.
• 그 다음 거래 완료된 정보만 조회하기 위해 WHERE 절에 STATUS = 'DONE'으로 조건을 걸었다
• USER_ID의 거래 총 금액이 70만원 이상인 사람을 조회해야하기 때문에 USER_ID를 기준으로 GROUP BY를 하여 해당 유저가 올린 게시글의 총 금액이 얼마인지 그룹화를 진행했다
• 여기서 그룹화 조건을 700000 이상으로 설정하고 SELECT 절에 SUM(PRICE) AS TOTAL_SALES로 TOTAL_SALES라는 컬럼 이름으로 조건에 맞은 유저의 총 금액을 구했다
• 최종적으로 TOTAL_SALES를 오름차순으로 정렬하여 요구사항의 문제를 해결했다

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가격대 별 상품 개수 구하기

문제 및 테이블 예시

• 프로그래머스 - https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/131530
• PRODUCT 테이블에서 만원 단위의 가격대 별로 상품 개수를 출력하는 SQL문 작성
• 컬럼명은 PRICE_GROUP, PRODUCTS로 지정
• 가격대 정보는 각 구간의 최소금액으로 표시(10,000 ~ 20,000 구간인 경우 10,000으로 표시)
• 최종 결과는 가격대를 기준으로 오름차순 정렬

입출력 예시

나의 풀이

SELECT
    FLOOR(PRICE / 10000) * 10000 AS PRICE_GROUP,
    COUNT(FLOOR(PRICE / 10000)) AS PRODUCTS
FROM PRODUCT 
GROUP BY PRICE_GROUP
ORDER BY PRICE_GROUP

• 테이블이 하나라서 쉽게 구할 것 같았었는데 순간 멈칫했다, 가격대 별로 구하는 방법이 생각이 나질 않았기 때문이다.
• 처음에는 CASE 문으로 해야하나, IF 문으로 해야하나 조건을 여러개 줘야하나 이런식으로 조건문으로 밖에 생각이 나질 않아서 검색을 통해서 PRICE를 단위로 나눠서 1의 자리로 만들고 다시 그 단위로 곱하면 너무 쉽게 금액 단위를 구할 수 있다는 것을 알게되었다.
• 이런 알고리즘적인 사고를 떠올리는 것이 아직 쉽지 않다. 하지만 SQL 문법을 익히는 것뿐만 아니라 알고리즘 문제도 틈틈이 연습하며 사고력을 키울 필요가 있다고 느꼈다.
• 어쨋든 이 공식을 알고난 이후에는 일사 천리였다
• FLOOR(PRICE / 10000) * 10000 AS PRICE_GROUP 으로 각 가격대를 구했는데 여기서 FLOOR를 한 이유는 나눴을 때 소수점이 나오는 것을 모두 버리기 위해서이다.
• 그리고 각 가격대의 개수를 구하기 위해 COUNT(FLOOR(PRICE / 10000))를 사용하여 문제를 해결했다.
  • 어차피 COUNT 함수는 NULL만 아니라면 그룹으로 나누어진 개수를 세는 것이 목적이기 때문에 COUNT(*)로 그룹화 된 개수를 세도 상관없으며 오히려 권장한다
  • 그러므로 COUNT(PRICE / 10000)만으로도 당연히 통과되며 가장 명확하게 쿼리를 작성해야 해야한다면 개수를 쿼리문을 COUNT(FLOOR(PRICE / 10000) * 10000) AS PRODUCTS 이렇게 작성하는 것이 좋다.

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즐겨찾기가 가장 많은 식당 정보 출력하기

문제 및 테이블 예시

• 프로그래머스 - https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/131123
• REST_INFO 테이블에서 음식종류별로 즐겨찾기수가 가장 많은 식당의 음식 종류, ID, 식당 이름, 즐겨찾기수를 조회하는 SQL문을 작성
• 결과는 음식 종류를 기준으로 내림차순 정렬

 

입출력 예시

나의 풀이

WITH, JOIN 이용

WITH TYPE_MAX_FAVORITES AS (
    SELECT FOOD_TYPE, MAX(FAVORITES) AS FAVORITES
    FROM REST_INFO
    GROUP BY FOOD_TYPE
)

SELECT
    RI.FOOD_TYPE,
    RI.REST_ID,
    RI.REST_NAME,
    RI.FAVORITES
FROM REST_INFO AS RI
JOIN TYPE_MAX_FAVORITES AS TMF
ON RI.FOOD_TYPE = TMF.FOOD_TYPE
AND RI.FAVORITES = TMF.FAVORITES
ORDER BY FOOD_TYPE DESC

• 처음에는 TYPE_MAX를 GROUP BY로 그룹화 하여 MAX(FAVORITES)를 찾아보는 방법으로 시도 하였으나 제대로 결과가 나오지 않아서 검색과 AI툴을 활용해보니 GROUP BY를 잘못 사용하고 있다는 것을 알았다.
  • 여기서는 GROUP BY를 이용하여 FOOD_TYPE을 하면 FOOD_TYPE별로 그룹을 묶었다
  • 그리고 그룹화 하지 않은 다른 컬럼(여기에서는 REST_ID, REST_NAME 등)과 MAX(FAVORITES)를 사용했으므로 MAX(FAVORITES)로 가져온 값이 어떤 REST_ID, REST_NAME과 연결되는지 명확하지 않는다고 한다
  • 즉 GROUP BY를 작성할 때 SELECT 절에 있는 컬럼들은 집계 함수(MAX(), MIN(), COUNT())로 감싸거나 GROUP BY에 포함되어야 하는데 다른 컬럼을 그룹화 하지 않았기 때문에 실패 한 것이다
• 그래서 이를 정상적으로 조회하기 위해서는 다른 방법이 필요한데 가장 먼저 WITH와 JOIN을 사용했다.
• 먼저 WITH문으로 REST_INFO 테이블에서 FOOD_TYPE으로 그룹화하여 FOOD_TYPE과 MAX(FAVORITES)를 조회하는 서브 쿼리를 만든다
• 그 다음 이 서브쿼리와 메인 쿼리를 INNER JOIN하는데 ON 조건을 기존 테이블의 FOOD_TYPE과 WITH의 그룹화된 FOOD_TYPE이 같고, 기존 테이블의 FAVORITES와 WITH의 FAVORITES가 같은값을 조건으로 주면 원하는 정보만 조회할 수 있다.
• 이 조건을 가지고 조회할 컬럼과 정렬 정보를 입력해주면 문제를 해결할 수 있다.
• JOIN 연산이 발생하여 테이블을 두 번 조회하는 단점이 있지만 대부분의 DB에서 JOIN은 최적화 되어있으므로 큰 성능저하도 없고 가독성도 좋은 풀이 방법이다
• 참고로 이 방법은 중복된 최대값을 포함하여 출력한다.

** WITH 설명

WITH 테이블_이름 AS (
    SELECT 컬럼1, 컬럼2, ...
    FROM 원본_테이블
    WHERE 조건
)
SELECT *
FROM 테이블_이름;

• WITH (Common Table Expression, CTE)는 일종의 임시 테이블(서브쿼리)을 만드는 역할을 한다
• WITH를 통해 만든 임시 테이블의 이름으로 쉽게 재사용을 할 수 있어 복잡한 쿼리에서 같은 서브 쿼리를 여러번 사용할 경우 성능이 향상되고 가독성도 좋아져 유용하다

윈도우 함수 활용 - ROW_NUMBER

SELECT FOOD_TYPE, REST_ID, REST_NAME, FAVORITES
FROM (
    SELECT *, ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY FOOD_TYPE ORDER BY FAVORITES DESC) AS rn
    FROM REST_INFO
) ranked
WHERE rn = 1
ORDER BY FOOD_TYPE DESC;

• 인라인 뷰를 활용해 윈도우 함수인 ROW_NUMBER()를 사용하여 FOOD_TYPE 그룹에서 FAVORITES가 가장 높은 행을 rn = 1로 지정한다
  • ROW_NUMBER()은 윈도우 함수의 대표적인 순위 매기기 함수이다.
  • 이 한수는 각 행에 대해 순위를 매길 때 사용하며 PARTITION BY로 그룹을 나누고 ORDERY BY로 정렬 기준을 지정할 수 있다
  • 행마다 고유한 순위를 부여하는데 같은 값이라도 다르게 순위를 매기기 때문에 중복된 순위를 가지지 않는다
  • 같은 값이 있으면 같은 순위를 부여하는 함수로는 RANK(), DENSE_RANK()가 있는데 차이는 아래와 같다
    
    • ROW_NUMBER(): 중복된 값이 있어도 무조건 순차 적용된다 ->  1, 2, 3, 4 ....
    • RANK(): 1등이 동점이면 중복 1등을 표현하고 순위를 건너 뛴다 -> 1, 1, 3, 4 ....
    • DENSE_RANK(): 1등이 동점이면 중복 1등이 있지만 순위를 건너 뛰지 않는다 -> 1, 1, 2, 3 ....
• 그 다음 메인 쿼리에서 rn = 1인 조건의 값만 가져오게 되면 FOOD_TYPE별로 가장 FAVORITES가 높은 값을 가져올 수 있다.
• JOIN이 없어서 가독성도 좋고 대량의 데이터에서 성능이 좋으나 일부 DB에서는 ROW_NUMBER()가 최적화 되지 않아 JOIN 보다 느릴 수 있고 윈도우 함수라는 것 자체를 알아야 사용할 수 있다
• 여기서는 ROW_NUMBER()를 사용했기 때문에 FAVORITES가 중복되어도 하나만 출력이 되며 위에서 설명한대로 중복된 내용을 포함하고 싶다면 RANK()나 DENSE_RANK()를 사용하면 된다