[Swift] 프로그래머스 연습 문제(Level 1) : 콜라츠 추측

실제 코딩테스트의 문제를 통하여 알고리즘 분석과 코딩 능력을 향상시킵니다.

 

 

#. 구독 대상

• 기본 알고리즘을 코딩 테스트 문제를 통하여 학습하고 싶으신 분
• 취업 및 이직을 준비하고 계신 개발자
• Swift를 통하여 코딩 테스트 문제를 살펴보고 이해를 하고 싶으신 분
• 코딩 테스트에 대한 거부감을 없애기 위하여 기초부터 하나씩 공부해보고 싶으신 분
• 기타 알고리즘과 문제 해결 능력에 대해서 관심이 있는 모든 개발자분

참고 사항

본 코딩 테스트 문제에 대한 설명 및 해결 방안은 최적의 답이 아닐 수 있습니다.

본 강의에서 지향하는 목표는 바로 특정 문제에 대한 최적의 해결 방법을 찾기보다는 특정한 문제에 대해서 충분히 이해할 수 있고 다양한 방법을 통하여 해결하는 방법을 찾고 향상시키는데 그 목적이 있습니다.

좀 더 좋은 알고리즘 및 코드가 있으시다면 언제든지 본 게시물의 댓글을 통해서 제시해주시면 감사하겠습니다.

 

 

 

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코딩 테스트 문제

 

먼저 오늘 살펴볼 문제에 대해서 먼저 살펴보겠습니다.

 

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12943

코딩테스트 연습 - 콜라츠 추측

 

 

 

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문제 설명

 

1937년 Collatz란 사람에 의해 제기된 이 추측은, 주어진 수가 1이 될때까지 다음 작업을 반복하면, 모든 수를 1로 만들 수 있다는 추측입니다. 작업은 다음과 같습니다.

 

1-1. 입력된 수가 짝수라면 2로 나눕니다. 
1-2. 입력된 수가 홀수라면 3을 곱하고 1을 더합니다.
2. 결과로 나온 수에 같은 작업을 1이 될 때까지 반복합니다.

 

예를 들어, 입력된 수가 6이라면 6→3→10→5→16→8→4→2→1 이 되어 총 8번 만에 1이 됩니다. 위 작업을 몇 번이나 반복해야하는지 반환하는 함수, solution을 완성해 주세요. 단, 작업을 500번을 반복해도 1이 되지 않는다면 –1을 반환해 주세요.

 

 

 

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제한 조건

 

• 입력된 수,  num은 1 이상 8000000 미만인 정수입니다.

 

 

 

 

 

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입출력 예

n	result
6	8
16	4
626331	-1

입출력 예 #1
6 → 3 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1 이 되어 총 8번 만에 1이 됩니다.

입출력 예 #2
16 → 8 → 4 → 2 → 1 이되어 총 4번만에 1이 됩니다.

입출력 예 #3
626331은 500번을 시도해도 1이 되지 못하므로 -1을 리턴해야합니다.

 

 

 

 

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문제 분석

 

오늘 문제는 Collatz란 사람에 의해 제기된 이 추측에 대한 문제로서 특정한 규칙에 의하여 연산을 하면 어떠한 자연수가 입력되어도 1로 만들 수 있다는 추측의 재미난 문제입니다. 특정한 규칙인 홀수와 짝수의 자연수에 대해서 별도의 규칙을 적용하여 1이 될때까지 반복하여 1이 될때까지 연산하며 몇 번의 연산으로 1을 만들었는지를 최종 결과값으로 반환합니다. 다만 만약 그 연산 횟수가 500번 이상이 되면 -1을 반환하면 되는 문제입니다.

 

 

 

 

 

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알고리즘

 

그렇다면 본 문제를 해결하기 위한 알고리즘을 하나씩 살펴보면 아래와 같습니다.

 

 

• 연산의 결과 및 연산 카운트를 저장할 변수를 선언한다.
• 현재 연산된 자연수가 짝수이면 2로 나누어 몫을 연산의 결과값에 반영한다.
• 현재 연산된 자연수가 홀수이면 3을 곱하고 1을 더하여 결과값에 반영한다.
• 연산 카운트를 증가시키며 현재 연산된 수의 값이 1이 아니면 반복하여 위의 과정을 진행한다.
• 최종 연산 값이 1이 될 경우 연산을 종료하며 최종 연산 카운트 값을 비교하여 500보다 크다며 -1을 아니라면 최종 연산 카운트 값을 반환하여 종료한다.

 

 

 

 

 

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코드 설명

 

그렇다면 위의 알고리즘에 대해서 하나씩 살펴보면서 코드로 작성을 해보도록 하겠습니다.

 

 

• 연산의 결과 및 연산 카운트를 저장할 변수를 선언한다.

var n = num
var count = 0

 

• 현재 연산된 자연수가 짝수이면 2로 나누어 몫을 연산의 결과값에 반영한다.
• 현재 연산된 자연수가 홀수이면 3을 곱하고 1을 더하여 결과값에 반영한다.

// 짝수일 경우 2로 나눈 몫을 값으로 취한다.
if n % 2 == 0 {
    n = n / 2
} 
// 홀수일 경우 3으로 곱하고 1을 더한 값을 취한다.
else {
    n = n * 3 + 1
}

 

• 연산 카운트를 증가시키며 현재 연산된 수의 값이 1이 아니면 반복하여 위의 과정을 진행한다.

// 최종 연산 값이 1이 될때까지 반복하여 연산한다.
while n != 1 {
    // 짝수일 경우 2로 나눈 몫을 값으로 취한다.
    if n % 2 == 0 {
        n = n / 2
    } 
    // 홀수일 경우 3으로 곱하고 1을 더한 값을 취한다.
    else {
        n = n * 3 + 1
    }

    // 연산 카운트 값을 증가시킨다.
    count += 1
}

 

• 최종 연산 값이 1이 될 경우 연산을 종료하며 최종 연산 카운트 값을 비교하여 500보다 크다며 -1을 아니라면 최종 연산 카운트 값을 반환하여 종료한다.

// 최종 카운트 값이 500 이상이면 -1, 아니면 해당 카운트 값을 반환한다.
return count > 500 ? -1 : count

 

 

 

 

위의 코드들을 모두 조합하여 최종 코드를 완성하면 아래와 같습니다.

 

 

최종 코드

func solution(_ num:Int) -> Int {
    var n = num
    var count = 0
    
    // 최종 연산 값이 1이 될때까지 반복하여 연산한다.
    while n != 1 {
        // 짝수일 경우 2로 나눈 몫을 값으로 취한다.
        if n % 2 == 0 {
            n = n / 2
        } 
        // 홀수일 경우 3으로 곱하고 1을 더한 값을 취한다.
        else {
            n = n * 3 + 1
        }
        
        // 연산 카운트 값을 증가시킨다.
        count += 1
    }
    
    // 최종 카운트 값이 500 이상이면 -1, 아니면 해당 카운트 값을 반환한다.
    return count > 500 ? -1 : count
}

 

 

 

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이상으로 오늘 제시한 문제에 대해서 분석 및 코드를 작성해 보았습니다.

 

감사합니다.

 

 

 

 

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[참고 자료(References)]

 

[1] 프로그래머스 - 콜라츠 추측 : https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12943