[프로그래머스] 후보키 :: C++, SQL, 코드, 풀이 (주의할 점!)

후보키

문제

문제 설명

후보키

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 학번을 가지고 있다. 따라서 학번은 릴레이션의 후보 키가 될 수 있다.
그다음 이름에 대해서는 같은 이름(apeach)을 사용하는 학생이 있기 때문에, 이름은 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

relation	result
[["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.

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코드

#include <string>
#include <vector>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

bool compare(string a, string b) {
    return a.length() < b.length();
}

int solution(vector<vector<string>> relation) {
    int answer = 0;
    int row = relation.size();
    int column = relation[0].size();
    vector<string> memorize;
    vector<int> permutation;

    for (int i = 0; i<column; i++)
        permutation.push_back(i);

    for (int i = 1; i <= column; i++) {
        pair<set<string>::iterator, bool> ret;
        vector<int> bitMap(column, 0);

        for (int j = 0; j<i; j++) {
            bitMap[j] = 1;
        }
        sort(bitMap.begin(), bitMap.end()); // next_permutation은 sort되어있어야한다는 것 명심!

        do {
            vector<int> columnNum;
            for (int j = 0; j<column; j++) {
                if (bitMap[j] == 1) {
                    columnNum.push_back(permutation[j]);
                }
            }
            if (columnNum.size() == 0)
                break;

            int flag = 1;
            set<string> stringSet;
            for (int j = 0; j<row; j++) {
                string tmpStr = "";
                for (int k = 0; k<columnNum.size(); k++) {
                    tmpStr += relation[j][columnNum[k]];
                }
                ret = stringSet.insert(tmpStr);
                if (ret.second == false) {
                    flag = 0;
                    break;
                }
            }
            if (flag) {
                string pair;
                for (int j = 0; j<columnNum.size(); j++) {
                    pair += to_string(columnNum[j]);
                }
                flag = 1;
                for (int j = 0; j < memorize.size(); j++) {
                    if (includes(pair.begin(), pair.end(), memorize[j].begin(), memorize[j].end())) { // 포함되어있다면
                        flag = 0;
                        break;
                    }
                }
                if (flag) {
                    memorize.push_back(pair);
                }
            }
        } while (next_permutation(bitMap.begin(), bitMap.end()));
    }
    answer = memorize.size();
    return answer;
}

 

풀이

우선, 입력의 최댓값이 8이기 때문에 column에 대한 조합을 찾아도 시간복잡도에는 이상이 없음을 확인하였다.

1. column의 조합을 찾자.
2. 조합별로 row를 탐색하며, unique한 조합은 저장하자.
3. 이 때, 조합은 최소성을 유지해야하므로 다른 조합의 부분집합이 아니어야한다.

이러한 사고과정을 거쳐서 문제를 해결하였다. 자세한 풀이를 살펴보자.

1. column의 조합을 찾기 위해 next_permutation 함수를 이용하였다. next_permutation 함수와 bitmap을 이용하면 순열함수로 조합을 찾을 수 있다.
2. unique한 column조합을 찾기 위해서 row 별로 column 조합에 해당하는 값을 string으로 묶어준 후, set 자료구조를 이용해서 중복 값이 없는 column 조합을 찾았다.
3. 부분집합을 판단하는 부분은 includes 함수를 이용하였다.

 

채점결과

 

주의사항

• 어떤 친절한 분이 질문하기에 남겨주셨듯이, string을 포함하는지를 물을 때 find 함수를 쓰면 부분집합관계를 잡아내지 못한다.
  • ex_ "abcd" 안에 "ad"가 포함됨을 나타내려면 includes(str1.begin(), str1.end(), str2.begin(), str2.end()) 함수를 사용해야함
• next_permutation은 오름차순 sort되어있어야한다는 것 명심할 것
• 같은 걸 잡아내려면 set 자료구조보다는 find를 사용하는 것이 좋다. => 같은 idx도 찾을 수 있기 때문
  • idx가 필요없으면 set을 쓰는 것이 더 간편하다.
  • 리턴값에서 1번째 인자는 iterator, 2번째 인자가 boolean임을 잊지말자.