[Swift] 프로그래머스 연습 문제(Level 2) : 행렬의 곱셈

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/12949

코딩테스트 연습 - 행렬의 곱셈

 

 

 

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문제 설명

 

2차원 행렬 arr1과 arr2를 입력받아, arr1에 arr2를 곱한 결과를 반환하는 함수, solution을 완성해주세요.

 

 

 

 

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제한 조건

 

• 행렬 arr1, arr2의 행과 열의 길이는 2 이상 100 이하입니다.
• 행렬 arr1, arr2의 원소는 -10 이상 20 이하인 자연수입니다.
• 곱할 수 있는 배열만 주어집니다.

 

 

 

 

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입출력 예

 

aar1	aar2	return
[[1, 4], [3, 2], [4, 1]]	[[3, 3], [3, 3]]	[[15, 15], [15, 15], [15, 15]]
[[2, 3, 2], [4, 2, 4], [3, 1, 4]]	[[5, 4, 3], [2, 4, 1], [3, 1, 1]]	[[22, 22, 11], [36, 28, 18], [29, 20, 14]]

 

 

 

 

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문제 분석

 

오늘 문제는 두 행렬의 곱셈 값을 반환하는 문제로서 이전 코딩테스트 문제에서 덧셈은 해보았었는데요. 오늘은 두 행렬의 곱셈을 한번  구현해보도록 하겠습니다.

 

 

https://joycestudios.tistory.com/129?category=885926 

[Swift] 프로그래머스 연습 문제(Level 1) : 행렬의 덧셈

 

 

또한 본 행렬 곱셈을 구하기 위해서는 기본적인 수학적인 행렬 곱셈 개념을 알아아 문제를 풀 수 있으니 아래의 위키 링크를 통하여 기본 개념도 같이 파악하시길 바랍니다.

 

https://ko.wikipedia.org/wiki/행렬_곱셈

행렬 곱셈 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 

 

 

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알고리즘

 

그렇다면 본 문제를 해결하기 위한 알고리즘을 하나씩 살펴보면 아래와 같습니다.

 

 

• 두 행렬의 곱셈 결과에 맞춰서 신규 배열을 구성하고 초기화한다.
• 정답 행렬의 행 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.
• 정답 행렬의 열 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.
• 각 정답 행렬의 행마다 열 갯수 만큼 돌면서 결과를 계산한다.
• 첫 번째 행렬과 두 번째 행렬의 각 요소를 곱한 후 더한 후 정답 행렬로 저장한다.
• 최종 결과 배열을 반환합니다.

 

 

 

 

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코드 설명

 

그렇다면 위의 알고리즘에 대해서 하나씩 살펴보면서 코드로 작성을 해보도록 하겠습니다.

 

 

• 두 행렬의 곱셈 결과에 맞춰서 신규 배열을 구성하고 초기화한다.

// 두 행렬의 곱셈 결과에 맞춰서 신규 배열을 구성하고 초기화한다.
// 예) [2x3] * [2x2] = [2x3] => 두 행렬 중 큰 크기의 갯수로 정답 행렬 구성 
var answer = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: arr2[0].count), count: arr1.count)

 

• 정답 행렬의 행 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.

for i in 0..<answer.count {

}

 

• 정답 행렬의 열 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.

for i in 0..<answer.count {
    for j in 0..<answer[i].count {

    }
}

 

• 각 정답 행렬의 행마다 열 갯수 만큼 돌면서 결과를 계산한다.
• 첫 번째 행렬과 두 번째 행렬의 각 요소를 곱한 후 더한 후 정답 행렬로 저장한다.

// 정답 행렬의 행 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.
for i in 0..<answer.count {
    for j in 0..<answer[i].count {
        // 각 정답 행렬의 행마다 열 갯수 만큼 돌면서 결과를 계산한다.
        for k in 0..<arr1[0].count {
            // 첫 번째 행렬과 두 번째 행렬의 각 요소를 곱한 후 더한 후 정답 행렬로 저장한다.
            answer[i][j] += arr1[i][k] * arr2[k][j]
        }
    }
}

 

 

• 최종 결과 배열을 반환합니다.

return answer

 

 

 

 

 

 

위의 코드들을 모두 조합하여 최종 코드를 완성하면 아래와 같습니다.

 

 

최종 코드

import Foundation

func solution(_ arr1:[[Int]], _ arr2:[[Int]]) -> [[Int]] {
    // 두 행렬의 곱셈 결과에 맞춰서 신규 배열을 구성하고 초기화한다.
    // 예) [2x3] * [2x2] = [2x3] => 두 행렬 중 큰 크기의 갯수로 정답 행렬 구성 
    var answer = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: arr2[0].count), count: arr1.count)
    
    // 정답 행렬의 행 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.
    for i in 0..<answer.count {
        // 정답 행렬의 열 갯수 기준으로 반복문을 실행한다.
        for j in 0..<answer[i].count {
            // 각 정답 행렬의 행마다 열 갯수 만큼 돌면서 결과를 계산한다.
            for k in 0..<arr1[0].count {
                // 첫 번째 행렬과 두 번째 행렬의 각 요소를 곱한 후 더한 후 정답 행렬로 저장한다.
                answer[i][j] += arr1[i][k] * arr2[k][j]
            }
        }
    }

    // 최종 결과 배열을 반환합니다.
    return answer
}

 

 

 

 

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이상으로 오늘 제시한 문제에 대해서 분석 및 코드를 작성해 보았습니다.

 

감사합니다.

 

 

 

 

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[참고 자료(References)]

 

 

[1] 프로그래머스 - 행렬의 곱셈 : https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12949

[2] 행렬 곱셈 - 위키백과 : https://ko.wikipedia.org/wiki/행렬_곱셈