2019 KAKAO 후보키 Java

3. 후보키

• 정답률: 16.09%
• 문제 풀러 가기

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

relationresult

[[“100”,”ryan”,”music”,”2”],[“200”,”apeach”,”math”,”2”],[“300”,”tube”,”computer”,”3”],[“400”,”con”,”computer”,”4”],[“500”,”muzi”,”music”,”3”],[“600”,”apeach”,”music”,”2”]]

2

입출력 예 설명

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

---

2019 KAKAO 1차 온라인 테스트 3번 문제인 후보키이다.

3번 문제부터 정답률이 훅 떨어진 것을 볼 수 있다.

굉장히 많은 시간 고민하고 헤맸던 문제이다..

 

비트마스크에 대해 복습을 다시 할 수 있었다.

처음엔 비트마스크가 기억이 안나서 비트마스크를 안쓰고 풀어보려고 했는데

결국 실패했다.. 물론 가능하겠지만 인터넷에서는 비트마스크를 안 쓴 코드를 찾을 수 없었다.

 

내가 풀이한 방식은

DFS로 모든 조합을 String을 사용해서 찾아내고

유일성 검사를 Set으로 해서 통과한 문자열은

비트마스크로 바꾸어서 List에 넣었다.

그다음 List를 정렬한 후

최소성 검사를 실시해서 가능한 조합을 찾아내는 방식으로 해결하였다.

 

최소성을 검사하는 부분에서 굉장히 많은 시간 틀리고 헷갈렸다.

비트마스크에서 포함되어있는지 검사하는 방법은

N & (1<<X)인데 이건 X가 그냥 정수일 때이다.

List에 비트마스크로 변환한 다음 넣었기 때문에

저 방식으로 하면 안된다.

둘 다 비트마스크일 때 A가 B에 포함되어있는지 검사하는 법은

(B & A) == A  이다.

A가 B에 포함되어있다면 &연산을 해도 A가 그대로 나오게 된다.

import java.util.*;
 
public class CandidateKey {
    static List<Integer> list = new ArrayList<>();
 
    public static int solution(String[][] relation) {
        dfs(relation, "", -1);
        int answer = 0;
        Collections.sort(list);
        while(!list.isEmpty()) {
            int v = list.remove(0);
            answer++;
            Iterator<Integer> it = list.iterator();
            while(it.hasNext()) {
                int next = it.next();
                if((next&v) == v) {
                    it.remove();
                }
            }
        }
        return answer;
 
    }
    public static void dfs(String[][] relation, String s, int idx) {
        if(idx == relation[0].length-1) {
            if(check(relation, s)) {
                int now = 0;
                for(int i=0; i<s.length(); i++) {
                    now |= 1<<(s.charAt(i)-'0');
                }
                list.add(now);
            }
            return;
        }
        dfs(relation, s+(idx+1), idx+1);
        dfs(relation, s, idx+1);
    }
    
    public static boolean check(String[][] relation, String s) {
        Set<String> set = new TreeSet<>();
        for(int i=0; i<relation.length; i++) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for(int j=0; j<s.length(); j++) {
                sb.append(relation[i][s.charAt(j)-'0']);
            }
            set.add(sb.toString());
        }
        if(set.size()==relation.length) return true;
        return false;
    }
}

이 방법보다 훨씬 간단하고 빠른 방법도 있었다.

DFS를 사용하지 않고

비트마스크로 전체집합을 구해서 for문을 돌리는 방법이다.

import java.util.*;
 
public class CandidateKey_ver2 {
    
    public static int solution(String[][] relation) {
        int n = relation.length;
        int m = relation[0].length;
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        for(int i=1; i<=(1<<m)-1; i++) { //1부터 전체집합 (1<<m)-1까지
            Set<String> set = new HashSet<>();
            for(int j=0; j<n; j++) {
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                for(int k=0; k<m; k++) {
                    if((i&(1<<k)) > 0) { //정수 k가 비트마스크i에 포함되어있다면        
                        sb.append(relation[j][k]);
                    }                }
                set.add(sb.toString());
            }
            if(set.size()==n && check(ans, i)) {
                ans.add(i);
            }
        }
        return ans.size();
    }
    public static boolean check(List<Integer> ans, int now) { //최소성검사
        for(int i=0; i<ans.size(); i++) {
            if((ans.get(i)&now)==ans.get(i)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}