프로그래머스/Lv2/[1차] 캐시

문제 설명

지도개발팀에서 근무하는 제이지는 지도에서 도시 이름을 검색하면 해당 도시와 관련된 맛집 게시물들을 데이터베이스에서 읽어 보여주는 서비스를 개발하고 있다.
이 프로그램의 테스팅 업무를 담당하고 있는 어피치는 서비스를 오픈하기 전 각 로직에 대한 성능 측정을 수행하였는데, 제이지가 작성한 부분 중 데이터베이스에서 게시물을 가져오는 부분의 실행시간이 너무 오래 걸린다는 것을 알게 되었다.
어피치는 제이지에게 해당 로직을 개선하라고 닦달하기 시작하였고, 제이지는 DB 캐시를 적용하여 성능 개선을 시도하고 있지만 캐시 크기를 얼마로 해야 효율적인지 몰라 난감한 상황이다.

어피치에게 시달리는 제이지를 도와, DB 캐시를 적용할 때 캐시 크기에 따른 실행시간 측정 프로그램을 작성하시오.

 

입력 형식

• 캐시 크기(cacheSize)와 도시이름 배열(cities)을 입력받는다.
• cacheSize는 정수이며, 범위는 0 ≦ cacheSize ≦ 30 이다.
• cities는 도시 이름으로 이뤄진 문자열 배열로, 최대 도시 수는 100,000개이다.
• 각 도시 이름은 공백, 숫자, 특수문자 등이 없는 영문자로 구성되며, 대소문자 구분을 하지 않는다. 도시 이름은 최대 20자로 이루어져 있다.

출력 형식

• 입력된 도시이름 배열을 순서대로 처리할 때, "총 실행시간"을 출력한다.

조건

• 캐시 교체 알고리즘은 LRU(Least Recently Used)를 사용한다.
• cache hit일 경우 실행시간은 1이다.
• cache miss일 경우 실행시간은 5이다.

입출력 예제

cacheSize	도시이름(cities)	Time
3	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA", "Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA"]	50
3	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul"]	21
2	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA", "SanFrancisco", "Seoul", "Rome", "Paris", "Jeju", "NewYork", "Rome"]	60
5	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA", "SanFrancisco", "Seoul", "Rome", "Paris", "Jeju", "NewYork", "Rome"]	52
2	["Jeju", "Pangyo", "NewYork", "newyork"]	16
0	["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "NewYork", "LA"]	25

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※주의사항

LRU(Least Recently Used) 알고리즘을 이해해야 풀 수 있는 문제입니다. 그냥 일반 캐쉬 문제처럼 풀시에는 테스트케이스는 통과 되어도 제출시 에러가 뜹니다.

 

간단하게 생각하면 가장 최근에 호출한 것을 가장 앞에 호출을 한적이 오래 될 수록 뒤에 두는 것 입니다.

간단한 예시를 통해 이해해 보면

메모리 사이즈가 3이고 입력이 [3,2,4,2,1,3,1,4,2,3,2] 이라고 해보겠습니다ㅣ.

3번 진행되면 메모리 캐쉬는 [3,2,4] 남은 입력은 [2,1,3,1,4,2,3,2] 일 것 입니다.

여기서 2가 호출 되면 메모리 캐쉬는 [3,2,4] => [3,4,2] 가 된다. 가장 최근에 호출된 2가 가장 앞으로 오게 되고 나머지는 순서대로 뒤로 밀립니다.

계속 진행해보면

[3,4,2] => [4,2,1] => [2,1,3] => [2,3,1] => [3,1,4] => [1,4,2] => [4,2,3] => [4,3,2]

이 내용을 모르고 코드 설계에 들어가면 11부터 오류가 납니다. ㅠㅡㅜ

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▶나의 풀이

function solution(cacheSize, cities) {
    if(cacheSize === 0) return cities.length*5;

    cities = cities.map(el => el.toLowerCase());
    let stack = Array(cacheSize).fill('');
    let time = 0;
    for(city of cities){
        if(stack.includes(city)){
            let test = stack.filter(el => el !== city)
            stack = [...test,city];
            time++;
        }else{
            stack = [...stack.slice(1),city];
            time+=5;
        }
    }
    return time;
}

예시2번을 이 풀이로 실행 했을때의 코드 내부의 진행 단계는 이렇습니다.

테스트 케이스2 예시
캐쉬 사이즈 => 3
도시 이름 => ["Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul", "Jeju", "Pangyo", "Seoul"]

['','',''] time = 0
[,,제주] time = 5
[,제주,판교] time = 10
[제주,판교,서울] time = 15
[판교,서울,제주] time = 16
[서울,제주,판교] time = 17
[제주,판교,서울] time = 18
[판교,서울,제주] time = 19
[서울,제주,판교] time = 20
[제주,판교,서울] time = 21

최종값 21

이 풀이의 시간 복잡도는 O(n) 공간 복잡도는 O(1)입니다.

▷다른 분의 풀이

풀이를 제출 후 다른 분의 풀이를 보던 중 참고할 풀이가 있어 소개합니다.

function solution(cacheSize, cities) {
    const MISS = 5, HIT = 1;
    if (cacheSize === 0) return MISS * cities.length;
    let answer = 0,
        cache = [];
    cities.forEach(city => {
        city = city.toUpperCase();
        let idx = cache.indexOf(city);
        if (idx > -1) {
            cache.splice(idx, 1);
            answer += HIT;
        } else {
            if (cache.length >= cacheSize) cache.shift();
            answer += MISS;
        }
        cache.push(city);
    });
    return answer;
}

큐를 이용한 풀이입니다. 시간복잡도와 공간복잡도는 동일해서 작동에는 큰 차이가 없지만 가독성이 좋고 약간의 효율성 향상이 있어 소개합니다.