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[taurus09318976]

Author: TonyKim9401

clone-graph/taurus09318976.py

@@ -0,0 +1,79 @@
+"""
+문제의 핵심 포인트:
+각 노드는 값과 이웃 노드들의 리스트를 가짐
+원본 그래프와 완전히 독립적인 새로운 그래프 생성
+모든 연결 관계를 그대로 복사
+
+해결 방법:
+DFS(깊이 우선 탐색) + 해시맵을 사용함:
+해시맵으로 원본 노드와 복사본 노드의 매핑 관계 저장
+DFS로 그래프를 순회하면서 각 노드를 복사
+이미 복사된 노드는 해시맵에서 찾아서 재사용
+
+Example 1의 경우
+1 --- 2
+|     |
+|     |
+4 --- 3
+
+실행 과정:
+노드 1 복사: clone_1 생성, visited = clone_1
+노드 1의 이웃 2 복사: clone_2 생성, visited = clone_2
+노드 2의 이웃 1 처리: 이미 visited에 있으므로 clone_1 반환
+노드 2의 이웃 3 복사: clone_3 생성, visited = clone_3
+노드 3의 이웃들 처리: clone_2, clone_4 연결
+노드 1의 이웃 4 복사: clone_4 생성, visited = clone_4
+모든 연결 관계 완성
+Output: 원본과 동일한 구조의 완전히 새로운 그래프
+
+시간 복잡도: O(V + E)
+V: 노드(정점)의 개수, E: 간선의 개수
+각 노드를 한 번씩 방문하고, 각 간선을 한 번씩 처리
+DFS의 표준 시간 복잡도
+
+공간 복잡도: O(V)
+visited 해시맵이 모든 노드를 저장: O(V)
+DFS 재귀 호출 스택의 최대 깊이: O(V)
+복사된 그래프 자체도 O(V + E)의 공간 필요
+"""
+
+from typing import Optional
+class Solution:
+    def cloneGraph(self, node: Optional['Node']) -> Optional['Node']:
+        # 빈 그래프인 경우 None 반환
+        if not node:
+            return None
+        
+        # 원본 노드를 키로, 복사본 노드를 값으로 하는 해시맵 생성
+        # 중복 복사를 방지하고 순환 참조 문제 해결
+        visited = {}
+        
+        # DFS 함수 정의
+        def dfs(original_node):
+            # 이미 복사된 노드라면 기존 복사본을 반환 (중복 복사 방지)
+            if original_node in visited:
+                return visited[original_node]
+            
+            # 원본 노드의 값으로 새로운 노드 생성
+            # 이웃 리스트는 빈 리스트로 초기화
+            clone_node = Node(original_node.val, [])
+            
+            # 해시맵에 원본-복사본 매핑 관계 저장
+            # 순환 참조 방지를 위해 이웃을 처리하기 전에 먼저 저장
+            visited[original_node] = clone_node
+            
+            # 원본 노드의 모든 이웃들을 재귀적으로 복사
+            # 복사된 이웃 노드들을 현재 복사본의 이웃 리스트에 추가
+            for neighbor in original_node.neighbors:
+                # 이웃 노드를 복사하고 현재 노드의 이웃 리스트에 추가
+                clone_node.neighbors.append(dfs(neighbor))
+            
+            # 완성된 복사본 노드 반환
+            return clone_node
+        
+        # 주어진 노드부터 DFS 시작
+        return dfs(node)
+
+
+
+

linked-list-cycle/taurus09318976.py

@@ -0,0 +1,43 @@
+'''
+*문제의 의도 : 
+이 문제는 연결 리스트에 사이클이 있는지 판단하는 문제임. 
+사이클이란 어떤 노드에서 시작해서 next 포인터를 계속 이동시키다 다시 원래 노드로 돌아올 수 있는 경우를 말함
+
+*해결방법 : 토끼와 거북이 알고리듬을 사용함
+두 개의 포인터를 사용하는데, 느린 포인터(거북이)는 한 번에 한칸씩 이동,
+빠른 포인터(토끼)는 한 번에 두 칸씩 이동, 사이클이 존재한다면 빠른 포인터가 느린 포인터를 따라잡게 됨.
+
+*시간 복잡도와 공간 복잡도
+시간 복잡도: O(n)
+사이클이 없는 경우: 빠른 포인터가 n/2번 이동하여 끝에 도달하므로 O(n)
+사이클이 있는 경우: 최악의 경우 사이클 내에서 느린 포인터와 빠른 포인터가 만날 때까지 사이클 길이만큼 추가로 이동하지만, 전체적으로는 여전히 O(n)
+
+공간 복잡도: O(1)
+두 개의 포인터 변수만 사용하므로 상수 공간만 필요
+입력 크기에 관계없이 일정한 메모리 사용
+
+'''
+
+class Solution:
+    def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
+        # 연결 리스트가 비어 있거나 노드가 하나뿐이면 사이클이 불가능하므로 False 반환
+        if not head or not head.next:
+            return False
+        
+        # 두 포인터를 모두 head에서 시작하도록 초기화
+        slow = head      # 느린 포인터 (거북이)
+        fast = head      # 빠른 포인터 (토끼)
+        
+        # 빠른 포인터가 두 칸씩 이동하므로, fast와 fast.next 모두 존재하는지 확인
+        while fast and fast.next:
+            slow = slow.next        # 느린 포인터는 한 칸씩 이동
+            fast = fast.next.next   # 빠른 포인터는 두 칸씩 이동
+            
+            # 두 포인터가 같은 노드를 가리키면 사이클이 존재함을 의미
+            if slow == fast:
+                return True
+        
+        # 빠른 포인터가 끝에 도달하면 사이클이 없다는 의미
+        return False
+
+

longest-repeating-character-replacement/taurus09318976.py

@@ -0,0 +1,80 @@
+'''
+문제의 의도
+이 문제는 문자열에서 최대 k번의 문자 변경을 통해 같은 문자로만 이루어진 가장 긴 부분 문자열을 찾는 문제임.
+
+핵심 포인트:
+최대 k번까지 문자를 다른 문자로 바꿀 수 있음
+바꾼 후 같은 문자로만 이루어진 부분 문자열의 최대 길이를 구해야 함
+연속된 부분 문자열이어야 함
+
+해결 방법
+슬라이딩 윈도우(Sliding Window) + 해시맵 기법을 사용함:
+윈도우 내에서 가장 빈도가 높은 문자를 찾기
+나머지 문자들을 가장 빈도가 높은 문자로 바꾸는 데 필요한 변경 횟수 계산
+변경 횟수가 k를 초과하면 윈도우 축소
+
+실행 과정:
+윈도우 "A": max_freq=1, 변경 필요=0 ≤ k=1 
+윈도우 "AA": max_freq=2, 변경 필요=0 ≤ k=1 
+윈도우 "AAB": max_freq=2, 변경 필요=1 ≤ k=1 
+윈도우 "AABA": max_freq=3, 변경 필요=1 ≤ k=1 
+윈도우 "AABAB": max_freq=3, 변경 필요=2 > k=1 
+윈도우 축소: "ABAB" → max_freq=2, 변경 필요=2 > k=1 
+계속 축소: "BAB" → max_freq=2, 변경 필요=1 ≤ k=1 
+Output: 4 (윈도우 "AABA"에서 B 하나를 A로 바꾸면 "AAAA")
+
+핵심 아이디어: 
+윈도우 내에서 가장 많은 문자를 기준으로 하고, 
+나머지 문자들을 그 문자로 바꾸는 데 필요한 변경 횟수가 k 이하인지 확인.
+
+시간 복잡도: O(n)
+각 문자가 최대 2번 방문됨 (right 포인터로 1번, left 포인터로 1번)
+해시맵 연산은 O(1)이므로 전체적으로 선형 시간
+
+공간 복잡도: O(1)
+영어 대문자만 사용하므로 해시맵 크기는 최대 26개로 상수
+기타 변수들도 상수 공간
+'''
+        
+class Solution:
+    def characterReplacement(self, s: str, k: int) -> int:
+        # 현재 윈도우 내 각 문자의 개수를 저장하는 해시맵
+        char_count = {}
+        
+        # 슬라이딩 윈도우의 시작점
+        left = 0
+        
+        # 윈도우 내에서 가장 빈도가 높은 문자의 개수
+        max_freq = 0
+        
+        # 결과로 반환할 최대 길이
+        max_length = 0
+        
+        # 오른쪽 포인터로 문자열을 순회하며 윈도우 확장
+        for right in range(len(s)):
+            # 현재 문자를 윈도우에 추가하고 빈도 증가
+            char = s[right]
+            char_count[char] = char_count.get(char, 0) + 1
+            
+            # 현재 윈도우에서 가장 빈도가 높은 문자의 개수 업데이트
+            max_freq = max(max_freq, char_count[char])
+            
+            # 현재 윈도우 크기
+            window_size = right - left + 1
+            
+            # 변경해야 할 문자 개수 = 전체 윈도우 크기 - 가장 많은 문자 개수
+            # 이 값이 k보다 크면 윈도우가 유효하지 않음
+            if window_size - max_freq > k:
+                # 왼쪽 문자를 윈도우에서 제거하고 왼쪽 포인터 이동
+                left_char = s[left]
+                char_count[left_char] -= 1
+                left += 1
+            
+            # 현재 윈도우 크기로 최대 길이 업데이트
+            max_length = max(max_length, right - left + 1)
+        
+        return max_length
+
+
+
+

maximum-product-subarray/taurus09318976.py

@@ -0,0 +1,59 @@
+'''
+문제의 의도
+이 문제는 배열에서 연속된 부분 배열의 곱이 최대가 되는 값을 찾는 문제임. 
+음수가 있기 때문에 단순히 최대값만 추적하면 안 되고, 동시에 최소값도 추적해야 함.
+
+핵심 포인트
+음수 × 음수 = 양수 (큰 양수가 될 수 있음)
+음수 × 양수 = 음수 (작아짐)
+0이 있으면 곱이 0이 됨
+
+해결 방법
+동적 프로그래밍을 사용하되, 최대값과 최소값을 동시에 추적:
+
+최대값: 양수 결과를 위해
+최소값: 음수가 나중에 양수로 바뀔 가능성을 위해
+
+시간 복잡도: O(n)
+배열을 한 번만 순회하므로 O(n)
+각 원소에서 상수 시간의 연산만 수행
+
+공간 복잡도: O(1)
+추가 배열을 사용하지 않음
+몇 개의 변수만 사용하므로 상수 공간
+'''
+
+class Solution:
+    def maxProduct(self, nums: List[int]) -> int:
+        # 빈 배열 처리
+        if not nums:
+            return 0
+        
+        # 첫 번째 원소로 모든 값들을 초기화
+        max_product = nums[0]    # 전체 최대값
+        current_max = nums[0]    # 현재 위치까지의 최대 곱
+        current_min = nums[0]    # 현재 위치까지의 최소 곱
+        
+        # 두 번째 원소부터 배열을 순회하며 현재 숫자를 저장
+        for i in range(1, len(nums)):
+            num = nums[i]
+            
+            # 현재 숫자가 음수일 경우를 대비해 max와 min을 임시 저장
+            temp_max = current_max
+            
+            # 새로운 최대값 계산: 최대값과 최소값 모두 아래의 3개 중에서 나올 수 있음
+            # num : 현재 숫자부터 새로 시작
+            # temp_max * num : 현재숫자 × 이전최대값
+            # current_min * num : 현재숫자 × 이전최소값(음수*음수=양수 가능성 떄문에)
+            current_max = max(num, temp_max * num, current_min * num)
+            
+            # 새로운 최소값 계산: 나중에 음수와 곱해져서 큰 양수가 될 가능성을 위해
+            # 현재 숫자, 현재숫자×이전최대, 현재숫자×이전최소 중 최소
+            current_min = min(num, temp_max * num, current_min * num)
+            
+            # 지금까지의 전체 최대값과 현재 최대값을 비교하여 업데이트
+            max_product = max(max_product, current_max)
+        
+        return max_product
+
+        

minimum-window-substring/taurus09318976.py

@@ -0,0 +1,103 @@
+'''
+문제의 의도
+이 문제는 문자열 s에서 문자열 t의 모든 문자(중복 포함)를 포함하는 가장 짧은 부분 문자열을 찾는 문제임.
+
+핵심 포인트:
+1) t의 모든 문자가 포함되어야 함 (중복 개수도 맞아야 함)
+2) 가장 짧은 길이의 부분 문자열을 찾아야 함
+3) 연속된 부분 문자열이어야 함
+
+해결 방법
+슬라이딩 윈도우 + 투 포인터 기법을 사용함:
+오른쪽 포인터로 윈도우를 확장하여 조건을 만족시킴
+조건을 만족하면 왼쪽 포인터로 윈도우를 축소하여 최소 길이 찾기
+해시맵으로 문자 개수를 효율적으로 관리
+
+Example 1의 경우를 보면,
+
+Input: s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
+
+실행 과정:
+t_count: {'A':1, 'B':1, 'C':1}, required = 3
+윈도우 확장: right 포인터로 "ADOBEC"까지 확장 → 조건 만족
+윈도우 축소: left 포인터로 "ODEBANC" → "BANC"까지 축소
+최종 결과: "BANC" (길이 4)
+
+Output: "BANC"
+
+시간 복잡도: O(|s| + |t|)
+각 문자가 최대 2번 방문됨 (right 포인터로 1번, left 포인터로 1번)
+t를 한 번 순회하여 해시맵 생성: O(|t|)
+전체적으로 선형 시간 복잡도
+
+공간 복잡도: O(|s| + |t|)
+t_count 해시맵: O(|t|)
+window_counts 해시맵: 최대 O(|s|)
+기타 변수들: O(1)
+'''
+
+class Solution:
+    def minWindow(self, s: str, t: str) -> str:
+        # t가 빈 문자열이면 빈 문자열 반환
+        if not t:
+            return ""
+        
+        # t의 각 문자 개수를 저장하는 해시맵
+        t_count = {}
+        for char in t:
+            t_count[char] = t_count.get(char, 0) + 1
+        
+        # 조건을 만족하기 위해 필요한 고유 문자의 개수
+        required = len(t_count)
+        
+        # 슬라이딩 윈도우의 왼쪽, 오른쪽 포인터와 조건을 만족하는 문자 개수 초기화
+        left = 0
+        right = 0
+          
+        # 현재 윈도우에서 조건을 만족하는 문자의 개수
+        formed = 0
+        
+        # 현재 윈도우의 문자 개수를 저장하는 해시맵
+        window_counts = {}
+        
+        # 결과를 저장할 변수들
+        min_len = float('inf')
+        min_left = 0
+        min_right = 0
+        
+        # 오른쪽 포인터로 윈도우 확장
+        while right < len(s):
+            # 오른쪽 문자를 윈도우에 추가
+            char = s[right]
+            window_counts[char] = window_counts.get(char, 0) + 1
+            
+            # 현재 문자의 개수가 t에서 요구하는 개수와 같아지면 formed에 1을 더함
+            if char in t_count and window_counts[char] == t_count[char]:
+                formed += 1
+            
+            # 모든 문자의 조건이 만족되면 왼쪽 포인터로 윈도우를 최소화 시도
+            while left <= right and formed == required:
+                char = s[left]
+                
+                # 현재 윈도우가 지금까지의 최소 길이보다 작으면 결과 업데이트
+                if right - left + 1 < min_len:
+                    min_len = right - left + 1
+                    min_left = left
+                    min_right = right
+                
+                # 왼쪽 문자를 제거하고, 조건을 만족하지 않게 되면 formed에서 1을 뺌
+                window_counts[char] -= 1
+                if char in t_count and window_counts[char] < t_count[char]:
+                    formed -= 1
+                
+                # 왼쪽 포인터 이동
+                left += 1
+            
+            # 오른쪽 포인터 이동
+            right += 1
+        
+        # 결과 반환
+        return "" if min_len == float('inf') else s[min_left:min_right + 1]
+
+
+