meanjoo / algorithm

C++ base

자료구조

• Stack
• Queue
• Deque
• Segment Tree

탐색

• Binary Search
• Parametric Search
• Lower Bound & Upper Bound

수학

• 소수
• (중복)순열과 (중복)조합
• modulo 연산의 사칙연산
• GCD & LCM

기하

• CCW
• 다각형 내부의 점 1688

그래프

• DFS & BFS
• Union Find
• MST: Minimum Spanning Tree

문자열

Technique

• 배열 회전
• 문자열 자르기

😀

• LIS
• Topological Sort

---

auto는 C++11에서 처음 등장하여 C++11 이후로 사용 가능

for (auto a : arr) // 인자를 복사. 복사 비용 발생. 원래 값 변경 불가. 읽기만 할 것이라면 좋지 못함.
for (auto& a : arr) // &를 통해 복사가 아닌 reference를 가져오지 않음. 복사 비용 X. 원래 값 변경 가능.
for (const auto& a : arr) // &를 통해 복사가 아닌 reference를 가져오지 않음. 복사 비용 X. 원래 값 변경 불가. 

STL - map

🌸 #include <map>

map<string, int> m;이라고 가정

• 순회

  • while-loop 및 전통적인 for문

    auto iter = m.begin(); // type of m is map<string, int>::iterator
    while (iter != m.end()) {
      cout << "key: " << iter->first << ' ' << ", value: " << iter->second << endl;
      iter++;
    }

    for (auto iter = m.begin(); iter != m.end(); iter++) {
      cout << "key: " << iter->first << ' ' << ", value: " << iter->second << endl;
    }

  • range based for statement

    C++11에 range based for statement(범위 기반 for문)가 추가되었다. 이를 이용해서 보다 간단하게 map을 순회할 수 있다.

    for (const auto& item : m) {
      cout << "key: " << item.first << ' ' << ", value: " << item.second << endl;
    }

  • range based for statement 2

    이 방법은 C++17 이후에서 지원된다.

    for (const auto& [key, value] : m) {
      cout << "key: " << key << ' ' << ", value: " << value << endl;
    }

• 키 검색 Time Complexity: O(log n)

  맵에서 키를 검색하여 키가 존재하면 iterator를 반환하고, 존재하지 않으면 map.end()를 반환한다.

  auto item = m.find("keyword");
  item != m.end() ? cout << "key exist.\n" : cout << "key does not exist.\n";

  auto item = m.find("keyword");
  if (item != m.end()) {
    cout << "key: " << item->first << ' ' << ", value: " << item->second << endl;
  }

STL - set

🌸 #include <set>

중복을 허용하지 않으며 원소가 정렬된다. (default: 오름차순)

균형 이진 트리로 구현되어 있기 때문에 탐색 시간이 평균, 최악 모두 O(log n)이다.

set<string> s;라고 가정

• 순회

  • 전통적인 for문

    for (auto iter = s.begin(); iter != s.end(); iter++) {
      cout << *iter << ' ';
    }
    cout << endl;

  • range based for statement

    for (const auto& elem : s) {
      cout << elem << ' ';
    }
    cout << endl;

• 원소 검색
  Time Complexity: O(log n)

  set에서 원소를 검색하여 원소가 존재하면 iterator를 반환하고, 존재하지 않으면 set.end()를 반환한다.

  auto item = s.find("word");
  item != s.end() ? cout << "element exist.\n" : cout << "element does not exist.\n";

  auto item = s.find("word");
  if (item != s.end()) {
    cout << "element: " << *item << endl;
  }

STL - unordered_set

🌸 #include <unordered_set>

중복을 허용하지 않으며 원소가 정렬되지 않는다.

원소 삽입과 검색 시 해시 함수를 사용한다. (해시 테이블 기반 저장)
따라서 탐색 시간이 평균 O(1)이지만, 최악의 경우 O(n)이다.
해시 충돌이 많이 발생하게 되면 성능이 나빠진다.

STL - priority_queue

🌸 #include <queue>

• 생성

  priority_queue<int> pq; // Max Heap으로 priority_queue<int, vector<int>, less<int>> pq;와 같음.
  
  priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq; // Min Heap

• 사용자 정의
  영어 점수(eng)가 높은 학생이 top을 유지하도록 만들기. 단, 영어 점수가 같다면 수학 점수(mat)가 높은 학생이 top이 되도록

  struct Student {
    string id, name;
    int mat, eng;
    
    Student(string ID, string NAME, int MAT, int ENG) : id(ID), name(NAME), mat(MAT), eng(ENG) {}
    
    bool operator<(const Student& stu) const {
      if (eng == stu.eng)
        return mat < stu.mat;
      return eng < stu.eng;
    }
  };
  
  priority_queue<Student> pq;

  struct Student {
    string id, name;
    int mat, eng;
    
    Student(string ID, string NAME, int MAT, int ENG) : id(ID), name(NAME), mat(MAT), eng(ENG) {}
  };
  
  struct comp {
    bool operator()(const Student& stu1, const Student& stu2) {
      if (stu1.eng == stu2.eng)
        return stu1.mat < stu2.mat;
      return stu1.eng < stu2.eng;
    }
  };
  
  priority_queue<Student, vector<Student>, comp> pq;

string 관련

🌸 #include <string>

string str = "hello world!";

• 관련 함수

  • str.find() - 찾기

    문자열에서 원하는 문자 또는 문자열의 위치를 찾는다.
    return 값: 문자열을 찾았으면 해당 문자열의 시작 위치를 반환, 찾지 못했으면 string::npos를 반환

    • str.find("찾을 문자열") - str의 처음부터 찾을 문자열을 찾음

      ex. str.find("hello") -> 0
     str.find("world") -> 6
     str.find('l') -> 2

    • str.find("찾을 문자열", 검색 시작 위치) - str[검색 시작 위치]부터 찾을 문자열을 찾음

      ex. str.find('l', 2); -> 2
     str.find('l', 4); -> 9

  • str.substr(): 문자열 자르기

    문자열의 일부를 반환한다.
    원래 문자열의 [idx, idx + count)까지의 문자열을 반환하며, idx가 원래 문자열의 길이보다 길면 out_of_range 예외를 발생시킨다.
    idx + count가 원래 문자열의 길이보다 길면 원래 문자열의 끝까지를 반환한다.

    • str.substr(자를 시작 인덱스) - 자를 시작 인덱스부터 문자열의 끝까지 반환

      ex. str.substr(4) -> o world!
     str.substr(6) -> world!

    • str.substr(자를 시작 인덱스, 개수) - 자를 시작 인덱스부터 개수만큼 문자열을 반환

      ex. str.substr(5, 3) -> wo
     str.substr(0, 5) -> hello
     str.substr(1, 100) -> ello world!

• 특정 문자 기준으로 자르기

  int sep = str.find("특정 문자");
  int prev = 0;
  
  while (sep != string::npos) {
    string sub = str.substr(prev, sep - prev);
    v.push_back(sub); // 문자열이 정수인 경우: v.push_back(stoi(sub));
    prev = sep + 1;
    sep = str.find("특정 문자", prev);
  }
  v.push_back(str.substr(prev)); // 문자열이 정수인 경우: v.push_back(stoi(str.substr(prev)));

배열 복사

🌸 #include <algorithm>

for-loop 대신 복사할 수 있는 방법

copy(복사할 메모리의 시작을 가리키는 포인터, 복사할 메모리의 마지막을 가리키는 포인터, 복사 받을 메모리의 시작을 가리키는 포인터);

const int SIZE = 50;

int arr1[100], arr2[SIZE], arr3[100][100], arr4[SIZE][SIZE];
int copy1[100], copy2[SIZE], copy3[100][100], copy4[SIZE][SIZE];

// 1차원 배열 복사
copy(arr1, arr1 + 100, copy1);
copy(arr2, arr2 + SIZE, copy2);

// 2차원 배열 복사
copy(&arr3[0][0], &arr3[0][0] + (100 * 100), &copy3[0][0]);
copy(&arr4[0][0], &arr4[0][0] + (SIZE * SIZE), &copy4[0][0]);

// 벡터
v1.resize(SIZE); // 1차원
v1.resize(SIZE, vector<int>(SIZE)); // 2차원

copy(v.begin(), v.end(), copyv.begin()); // 복사는 1차원 벡터 2차원 벡터 동일