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[liza0525] WEEK 04 solutions

Author: liza0525

find-minimum-in-rotated-sorted-array/liza0525.py

@@ -0,0 +1,65 @@
+class Solution:
+    def findMin(self, nums: List[int]) -> int:
+        # 선형 탐색(linear scan) 버전
+
+        # 시간 복잡도: O(n)
+        # - 배열 전체를 뒤에서 앞으로 한 칸씩 순회하면서
+        #   "회전이 끊기는 지점"을 찾는다.
+        # - 최악의 경우 n-1번 비교.
+
+        # 공간 복잡도: O(1)
+        # - 추가 변수만 사용.
+
+        # 배열 길이가 1개면 그 값 자체가 최솟값
+        min_num = 0
+        if len(nums) == 1:
+            return nums[0]
+
+        # 뒤에서 앞으로 탐색하면서
+        # nums[i] < nums[i-1] 지점(회전이 일어난 지점)을 찾는다.
+        # 해당 지점의 nums[i]가 최솟값
+        for i in range(len(nums) - 1, -1, -1):
+            if nums[i] < nums[i - 1]:
+                min_num = nums[i]
+                break
+
+        return min_num
+
+    def findMinBinarySearch(self, nums: List[int]) -> int:
+        # 이진 탐색(binary search) 버전
+
+        # 시간 복잡도: O(log n)
+        # - 정렬된 배열이 한 번 회전(rotated)된 형태를 이용해
+        #   절반씩 탐색 범위를 줄인다.
+        # - mid 기준 왼쪽/오른쪽 어느 쪽이 정렬 상태인지에 따라 탐색 방향 결정
+
+        # 공간 복잡도: O(1)
+        # - 포인터(l, h, mid)만 사용
+
+        # l은 1부터 시작하는데,
+        # mid-1 비교를 안전하게 하기 위함이다.
+        l, h = 1, len(nums) - 1
+
+        while l <= h:
+            mid = (l + h) // 2
+
+            # mid가 최솟값이 되는 전형적인 조건:
+            # mid 바로 이전 요소가 mid보다 크면 회전 지점
+            if nums[mid - 1] > nums[mid]:
+                return nums[mid]
+
+            # nums[0] < nums[mid] -> 배열 시작점부터 mid까지는 정렬된 상태
+            # → 회전 지점은 오른쪽에 있음 -> l을 오른쪽으로 이동
+            if nums[0] < nums[mid]:
+                l = mid + 1
+            else:
+                # 그 외의 경우 회전 지점은 왼쪽 구간에 존재
+                h = mid - 1
+
+        # 회전이 아예 없는 경우(완전 정렬 상태)
+        return nums[0]
+
+    # def findMin(self, nums: List[int]) -> int:
+    #     # 파이썬의 내장함수인 min을 이용해도 문제 풀이 가능
+    #     # https://wiki.python.org/moin/TimeComplexity애 의하면 min 함수도 O(n)임
+    #     return min(nums)

maximum-depth-of-binary-tree/liza0525.py

@@ -0,0 +1,38 @@
+# 시간 복잡도: O(n)
+# - 트리의 모든 노드를 한 번씩 방문하면서 깊이 계산
+# - 각 노드는 정확히 한 번만 처리되므로 전체 노드 수 n에 비례
+
+# 공간 복잡도: O(h)
+# - 재귀 호출 스택의 최대 깊이는 트리의 높이(h)만큼 쌓임
+# - 균형 트리면 O(log n), 일자로 치우친 트리(skewed tree)면 O(n)까지 갈 수 있다.
+
+
+
+# Definition for a binary tree node.
+# class TreeNode:
+#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
+#         self.val = val
+#         self.left = left
+#         self.right = right
+class Solution:
+    # 현재 노드(cur_node)를 기준으로 왼쪽/오른쪽 서브트리의 최대 깊이를 구하고
+    # 그 중 큰 값을 반환하는 재귀 함수을 사용
+    def maxDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:
+        # depth는 지금까지 내려온 깊이를 의미
+        def find_max_depth(cur_node, depth):
+            # 더 내려갈 노드가 없다면(leaf의 자식) 지금까지의 depth가 해당 경로의 깊이
+            if not cur_node:
+                return depth
+
+            # 왼쪽으로 한 단계 내려가면서 깊이를 증가시켜 탐색
+            left_depth = find_max_depth(cur_node.left, depth + 1)
+            # 오른쪽도 동일하게 탐색
+            right_depth = find_max_depth(cur_node.right, depth + 1)
+
+            # 왼쪽/오른쪽 중 더 깊은 쪽이 이 노드 기준 최대 깊이
+            return max(left_depth, right_depth)
+
+        # 루트에서 시작하며 깊이는 0부터 시작
+        max_depth = find_max_depth(root, 0)
+
+        return max_depth

merge-two-sorted-lists/liza0525.py

@@ -0,0 +1,43 @@
+# 시간 복잡도: O(m + n)
+# - 두 연결 리스트(list1, list2)를 각각 한 번씩만 순회하면 된다.
+# - 각 노드를 정확히 한 번씩만 비교·이동하므로 전체 길이에 선형 시간.
+
+# 공간 복잡도: O(1)
+# - 새로운 노드를 생성해 리스트를 복제하지 않고,
+#   기존 리스트 노드들을 그대로 이어붙이기 때문에 추가 메모리는 거의 없다.
+# - 연결 작업을 위한 dummy 노드 1개만 사용.
+
+
+
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        # 결과 리스트의 첫 지점을 쉽게 관리하기 위해 더미(Dummy) 노드를 만든다.
+        root_node = ListNode()
+        cur_node = root_node  # 현재 결과 리스트를 이어가는 포인터
+
+        # 두 리스트가 모두 남아있는 동안 반복한다.
+        # - 각 리스트의 head를 비교해 더 작은 쪽을 결과 리스트에 붙인다.
+        while list1 and list2:
+            if list1.val < list2.val:
+                # list1의 노드를 결과 리스트에 연결하고 list1 포인터를 다음으로 이동
+                cur_node.next = list1
+                list1 = list1.next
+            else:
+                # list2의 노드를 결과 리스트에 연결하고 list2 포인터를 다음으로 이동
+                cur_node.next = list2
+                list2 = list2.next
+
+            # 결과 리스트 포인터도 한 칸 전진
+            cur_node = cur_node.next
+
+        # 어느 한쪽이 끝났다면, 남아 있는 리스트 전체를 그대로 이어붙인다.
+        # - 이미 정렬되어 있으므로 추가 비교 없이 한 번에 연결 가능
+        cur_node.next = list1 or list2
+
+        # dummy 노드 다음부터가 실제 머지된 리스트의 시작점
+        return root_node.next

word-search/liza0525.py

@@ -0,0 +1,67 @@
+# 시간 복잡도: O(m · n · 4^k)
+# - 보드의 모든 칸(m·n)을 시작점으로 고려하고
+# - 각 칸에서 단어 길이 k만큼 DFS 탐색을 수행한다.
+# - 각 단계마다 최대 4방향으로 뻗을 수 있기 때문에 지수적 탐색 구조를 가진다.
+#   (다만 visits로 중복 방문을 막아 실제 탐색량은 줄어든다.)
+
+# 공간 복잡도: O(m · n)
+# - 방문 여부를 저장하는 2차원 배열 때문에 m·n의 공간이 필요하다.
+# - DFS 재귀 깊이는 최대 단어 길이 k까지 깊어질 수 있어 O(k) 스택을 추가로 사용하지만,
+#   전체 공간에서 보면 visits가 차지하는 비중이 더 크다.
+
+
+class Solution:
+    def exist(self, board: List[List[str]], word: str) -> bool:
+        # 보드의 행(row)과 열(column) 개수를 가져온다.
+        m = len(board)
+        n = len(board[0])
+
+        # 전체 칸 수보다 단어 길이가 길다면 애초에 만들 수 없으니 바로 False
+        if len(word) > m * n:
+            return False
+
+        # 방문 여부를 기록할 2차원 배열 생성
+        # - 같은 칸은 다시 사용하지 못하므로 DFS에서 체크해야 한다.
+        visits = [[False for _ in range(n)] for _ in range(m)]
+
+        # DFS 함수: (i, j)에서 word[str_index] 문자를 만족시키는지 재귀적으로 탐색한다.
+        def dfs(i, j, str_index):
+            # 범위 벗어나는지, 이미 방문한 칸인지, 현재 문자가 일치하는지 확인
+            if not (
+                0 <= i < m
+                and 0 <= j < n
+                and str_index < len(word)
+                and not visits[i][j]
+                and board[i][j] == word[str_index]
+            ):
+                return
+
+            # 현재 문자가 마지막 문자라면 단어를 모두 찾은 것
+            if str_index == len(word) - 1:
+                return True
+
+            # 현재 칸 방문 처리
+            visits[i][j] = True
+
+            # 상하좌우 네 방향으로 다음 문자를 찾으러 이동
+            # - 하나라도 성공하면 그대로 True를 반환
+            if (
+                dfs(i + 1, j, str_index + 1)
+                or dfs(i - 1, j, str_index + 1)
+                or dfs(i, j + 1, str_index + 1)
+                or dfs(i, j - 1, str_index + 1)
+            ):
+                return True
+
+            # 모든 방향 실패 시 백트래킹: 방문 기록을 원복해줘야 다른 경로에서 다시 사용할 수 있다.
+            visits[i][j] = False
+            return False
+
+        # 모든 칸을 단어의 시작점으로 삼아 DFS 시도
+        for start_i in range(m):
+            for start_j in range(n):
+                if dfs(start_i, start_j, 0):
+                    return True
+
+        # 모든 시도를 해도 못 찾으면 False
+        return False