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[Baekjoon] 1406번: 에디터 (Silver) - C++ 풀이

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By kdHyeok
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[Baekjoon] 1406번: 에디터 (Silver) - C++ 풀이
자료 구조 스택 연결 리스트

문제

문제 링크

한 줄로 된 간단한 에디터를 구현하려고 한다. 이 편집기는 영어 소문자만을 기록할 수 있는 편집기로, 최대 600,000글자까지 입력할 수 있다.

이 편집기에는 '커서'라는 것이 있는데, 커서는 문장의 맨 앞(첫 번째 문자의 왼쪽), 문장의 맨 뒤(마지막 문자의 오른쪽), 또는 문장 중간 임의의 곳(모든 연속된 두 문자 사이)에 위치할 수 있다. 즉 길이가 L인 문자열이 현재 편집기에 입력되어 있으면, 커서가 위치할 수 있는 곳은 L+1가지 경우가 있다.

이 편집기가 지원하는 명령어는 다음과 같다.

L 커서를 왼쪽으로 한 칸 옮김 (커서가 문장의 맨 앞이면 무시됨)
D 커서를 오른쪽으로 한 칸 옮김 (커서가 문장의 맨 뒤이면 무시됨)
B 커서 왼쪽에 있는 문자를 삭제함 (커서가 문장의 맨 앞이면 무시됨)
삭제로 인해 커서는 한 칸 왼쪽으로 이동한 것처럼 나타나지만, 실제로 커서의 오른쪽에 있던 문자는 그대로임
P $ $라는 문자를 커서 왼쪽에 추가함

초기에 편집기에 입력되어 있는 문자열이 주어지고, 그 이후 입력한 명령어가 차례로 주어졌을 때, 모든 명령어를 수행하고 난 후 편집기에 입력되어 있는 문자열을 구하는 프로그램을 작성하시오. 단, 명령어가 수행되기 전에 커서는 문장의 맨 뒤에 위치하고 있다고 한다.

입력

첫째 줄에는 초기에 편집기에 입력되어 있는 문자열이 주어진다. 이 문자열은 길이가 N이고, 영어 소문자로만 이루어져 있으며, 길이는 100,000을 넘지 않는다. 둘째 줄에는 입력할 명령어의 개수를 나타내는 정수 M(1 ≤ M ≤ 500,000)이 주어진다. 셋째 줄부터 M개의 줄에 걸쳐 입력할 명령어가 순서대로 주어진다. 명령어는 위의 네 가지 중 하나의 형태로만 주어진다.

출력

첫째 줄에 모든 명령어를 수행하고 난 후 편집기에 입력되어 있는 문자열을 출력한다.

문제 조건

  • 목표: 커서의 이동, 문자 삽입 및 삭제가 빈번한 환경에서 최대 60만 글자의 문자열을 효율적으로 편집한다.

  • 입력 상태: 초기 문자열 길이 N(≤100,000), 명령어 개수 M(≤500,000), 총 문자 수 최대 600,000개.

  • 핵심 조건: 모든 명령어(L, D, B, P)를 O(1) 시간에 처리해야 하며, 커서는 문자 사이 또는 양 끝에 위치할 수 있음을 고려해야 한다.

풀이

핵심 알고리즘

자료 구조

  • 시간 복잡도: O(N + M) — 초기 문자열 삽입에 O(N), M개의 명령어 처리에 O(M)이 소요되어 약 600,000번의 연산 내외로 종료된다.

핵심 아이디어

배열을 이용한 정적 연결 리스트(Static Doubly Linked List)를 사용하여 삽입과 삭제를 O(1)에 처리한다. 커서의 위치를 특정 노드의 번호로 가리키게 하여 이동과 편집을 관리하며, 삭제된 노드의 인덱스를 재사용하기 위한 별도의 메모리 풀(unused 배열)을 운영한다.

① 정적 연결 리스트와 메모리 풀 초기화

동적 할당(new)의 오버헤드를 피하기 위해 배열로 노드를 관리한다. unused 배열을 스택처럼 활용하여 사용 가능한 인덱스를 관리하며, 0번 인덱스를 dummy head로 설정해 리스트의 시작점을 고정한다.

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void init() {
	fill(dat, dat + N, -1);
	fill(pre, pre + N, -1);
	fill(nxt, nxt + N, -1);
	unused[0] = 1;
}

② O(1) 삽입 연산과 인덱스 재사용

새로운 문자를 삽입할 때 unused 배열에서 가용 인덱스를 가져온다. unId가 0이면 새로운 인덱스를 생성하고, 삭제된 인덱스가 있다면(unId > 0) 그것을 재사용하여 메모리 효율을 높이며, 앞뒤 노드와의 연결(pre, nxt)을 갱신한다.

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void insert(int adrr, int val) {
	dat[unused[unId]] = val;
	pre[unused[unId]] = adrr;
	nxt[unused[unId]] = nxt[adrr];
	if (nxt[adrr] != -1) pre[nxt[adrr]] = unused[unId];
	else tail = unused[unId];
	nxt[adrr] = unused[unId];
	if(unId==0) unused[0]++;
	else unId--;
	
}

③ O(1) 삭제 연산과 자원 회수

현재 커서 위치의 노드를 제거할 때, 이전 노드와 다음 노드를 직접 연결하여 중간 노드를 건너뛰게 한다. 삭제된 노드의 인덱스는 unused 스택에 다시 넣어 나중에 insert 시 재사용될 수 있도록 보관한다.

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void erase(int adrr) {
	nxt[pre[adrr]] = nxt[adrr];
	if (nxt[adrr] != -1) pre[nxt[adrr]] = pre[adrr];
	nxt[adrr] = -1;
	if (tail == adrr) tail = pre[adrr];
	pre[adrr] = -1;
	unused[++unId] = adrr;
}

④ 커서 이동 및 편집 명령 처리

커서는 ‘현재 노드의 오른쪽’에 위치한다고 가정한다. L과 D는 단순히 pre와 nxt 포인터를 따라 cur 변수를 갱신하며, B와 P는 앞서 정의한 erase와 insert 함수를 호출한 뒤 커서의 위치를 적절히 조정한다.

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switch (cmd)
		{
		case 'L':
		{
			if (pre[cur] != -1) cur = pre[cur];
			continue;
		}
		case 'D':
		{
			if (nxt[cur] != -1) cur = nxt[cur];
			continue;
		}
		case 'B':
		{
			if (pre[cur] != -1) {
				int precur = pre[cur];
				erase(cur);
				cur = precur;
			}
			continue;
		}
		case 'P':
		{
			cin >> x;
			insert(cur, x);
			cur = nxt[cur];
			continue;
		}
		}

성능

  • 메모리 : 9916 KB

  • 시간 : 32 ms

코드 (C++)

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#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

const int N = 600'005;
char dat[N];
int pre[N], nxt[N];
int unused[N];
int unId = 0, tail = 0;

void init() {
	fill(dat, dat + N, -1);
	fill(pre, pre + N, -1);
	fill(nxt, nxt + N, -1);
	unused[0] = 1;
}

void insert(int adrr, int val) {
	dat[unused[unId]] = val;
	pre[unused[unId]] = adrr;
	nxt[unused[unId]] = nxt[adrr];
	if (nxt[adrr] != -1) pre[nxt[adrr]] = unused[unId];
	else tail = unused[unId];
	nxt[adrr] = unused[unId];
	if(unId==0) unused[0]++;
	else unId--;
	
}

void erase(int adrr) {
	nxt[pre[adrr]] = nxt[adrr];
	if (nxt[adrr] != -1) pre[nxt[adrr]] = pre[adrr];
	nxt[adrr] = -1;
	if (tail == adrr) tail = pre[adrr];
	pre[adrr] = -1;
	unused[++unId] = adrr;
}

int main() {
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	init();
	string input;
	cin >> input;
	int cur = 0;
	for (auto& s : input)
	{
		insert(cur, s);
		cur = nxt[cur];
	}
	int m;
	cin >> m;
	char cmd, x;
	while (m--)
	{
		cin >> cmd;
		switch (cmd)
		{
		case 'L':
		{
			if (pre[cur] != -1) cur = pre[cur];
			continue;
		}
		case 'D':
		{
			if (nxt[cur] != -1) cur = nxt[cur];
			continue;
		}
		case 'B':
		{
			if (pre[cur] != -1) {
				int precur = pre[cur];
				erase(cur);
				cur = precur;
			}
			continue;
		}
		case 'P':
		{
			cin >> x;
			insert(cur, x);
			cur = nxt[cur];
			continue;
		}
		}
	}

	cur = nxt[0];
	while (cur != -1)
	{
		cout << dat[cur];
		cur = nxt[cur];
	}
	return 0;
}
algorithm
자료 구조 스택 연결 리스트
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