[Java] 문자열의 최소값과 최대값 찾기. [split() / Integer.MAX_VALUE / Integer.parseInt() ]

Problem 💻

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12939

문자열 s에는 공백으로 구분된 숫자들이 저장되어 있습니다.

str에 나타나는 숫자 중 최소값과 최대값을 찾아 이를 "(최소값) (최대값)"형태의 문자열을 반환하는 함수, solution을 완성하세요.
예를들어 s가 "1 2 3 4"라면 "1 4"를 리턴하고, "-1 -2 -3 -4"라면 "-4 -1"을 리턴하면 됩니다.

 

제한 조건

• s에는 둘 이상의 정수가 공백으로 구분되어 있습니다.

입출력 예

"1 2 3 4"	"1 4"
"-1 -2 -3 -4"	"-4 -1"
"-1 -1"	"-1 -1"

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Approach 1 ❌ - 나의 초기 접근법

일단 이 문제에서는 공백이 문자를 나누는 기준이라고 했으니 ,와 같은 역할로 어떻게 인식하는지도 모르겠고

배열의 요소들 중 어떻게 최대값과 최소값을 골라내는 문법도 모르겠다.

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Approach 2 ⭕ - 나의 접근법에 대한 교정

이 문제는 주어진 문자열에서 공백을 기준으로 숫자를 분리한 뒤, 각 숫자를 비요하여 최소값과 최대값을 찾아내는 문제.

 

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Solution 💡

1. 문자열 분리:

   - 주어진 문자열 s를 공백(" ")을 기준으로 나눈다. 자바에서는 split()메서드를 사용한다. 

   - 결과적으로 각 숫자는 배열의 요소로 저장된다. 

2. 최소값 및 최대값 초기화 :

    - 숫자를 비교하기 위해 먼저 배열의 첫 번째 요소를 최소값(min) 및 최대값(max)으로 초기화한다.

    - 문자열로 저장된 숫자를 비교하기 위해서는 정수형으로 변환해야 한다. 자바에서는 Integer.parseInt()메서드를 사용한다.

3. 배열 순회하며 최소값 및 최대값 업데이트 :

    - 각 숫자를 순회하며 현재 최소값보다 작으면 최소값을 업데이트, 최대값보다 크면 최대값을 업데이트한다. 

4. 결과 반환 :

     - 최소값과 최대값을 문자열로 결합하여 반환한다. 자바에서는 문자열을 결합할 때 +연산자를 사용할 수 있다.

import java.util.*;

class Solution {
   public String solution(String s) {
       // 공백을 기준으로 문자열 나누기
       String[] numbers = s.split(" ");
       
       // 최소값과 최대값 초기화
       int min = Integer.parseInt(numbers[0]);
       int max = Integer.parseInt(numbers[0]);
       
       // 배열 순회하며 최소값과 최대값 찾기.
       for (String num : numbers) {
           int current = Integer.parseInt(num);
           if (current < min) {
               min = current;
           }
           if (current > max) {
               max = current;
           }
       }
       
       // 결과를 "(최소값) (최대값)" 형식의 문자열로 반환
       return min + " " + max;
   
   }
}

 

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Reference 📄 - 스터디에서 찾은 또 다른 방법들

 

 

package programmers.maxAndMin;

import java.util.Arrays;

public class Solution {
    // Arrays.sort() 없이 구현, 정석
    public String solution(String s) {
        String answer = "";
        int min = Integer.MAX_VALUE, max = Integer.MIN_VALUE;
        int num;

        String[] strArr = s.split(" ");

        //  O(n)
        for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
            num = Integer.parseInt(strArr[i]);
            if (num < min) min = num;
            if (num > max) max = num;
        }

        answer = min + " " + max;

        return answer;
    }

    // 반복문 사용, Arrays.sort() 사용
    public String solution2(String s) {
        String answer = "";
        int min, max;

        String[] strArr = s.split(" ");

        int[] numArr = new int[strArr.length];
        for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
            numArr[i] = Integer.parseInt(strArr[i]);
        }

        Arrays.sort(numArr);

        min = numArr[0];
        max = numArr[numArr.length - 1];

        answer = min + " " + max;

        return answer;
    }

    // 스트림 사용
    public String solution3(String s) {
        String answer = "";

        String[] strArr = s.split(" ");
        // 정석 스트림
        int[] numArr = Arrays.stream(strArr).mapToInt(Integer::parseInt).toArray();
        Arrays.sort(numArr);

        // 지랄 버전
        int[] sortedNumArr = Arrays.stream(Arrays.stream(strArr).mapToInt(Integer::parseInt).toArray()).sorted().toArray();

        answer = numArr[0] + " " + numArr[numArr.length - 1];

        return answer;
    }


    public static void main(String[] args) {
        String ex1 = "1 2 3 4";
        String ex2 = "-1 -2 -3 -4";
        String ex3 = "-1 -1";

        Solution solutionClass = new Solution();

        System.out.println(solutionClass.solution(ex1));
        System.out.println(solutionClass.solution(ex2));
        System.out.println(solutionClass.solution(ex3));

        System.out.println(solutionClass.solution2(ex1));
        System.out.println(solutionClass.solution2(ex2));
        System.out.println(solutionClass.solution2(ex3));

        System.out.println(solutionClass.solution3(ex1));
        System.out.println(solutionClass.solution3(ex2));
        System.out.println(solutionClass.solution3(ex3));
    }
}

 

---

- 1 - 일단 첫번째 Solution메서드 (정석적 방법) 분석해볼까?

package programmers.maxAndMin;

import java.util.Arrays;

public class Solution {
    // Arrays.sort() 없이 구현, 정석
    public String solution(String s) {
        String answer = "";
        int min = Integer.MAX_VALUE, max = Integer.MIN_VALUE;
        int num;

        String[] strArr = s.split(" ");

        //  O(n)
        for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
            num = Integer.parseInt(strArr[i]);
            if (num < min) min = num;
            if (num > max) max = num;
        }

        answer = min + " " + max;

        return answer;
    }

1.1 이 코드의 핵심 논리

   1) 문자열 s를 공백 기준으로 나누어 숫자 배열(strArr)로 변환.

       (나는 처음에 이 문제를 접근했을때 문자열과 숫자배열을 구분조차 하지 못했다. 그래서 변환을 해야 한다는 생각도 하지 못했다. )

   2) 숫자 문자열을 정수로 변환하면서 최소값(mim)과 최대값(max)을 계산.

   3) 계산된 최소값과 최대값을 문자열로 조합하여 결과를 반환. 

        (이 문제의 포인트는 문자열 => 숫자배열 , 정수 변환, 최소값 최대값 찾는 법 )

 

 1.2 구현 흐름

  1.2.0 문자열 변수 초기화

String answer = "";

  " ": 빈 문자열. 아무 내용이 없는 문자열을 의미한다.

 초기화는 프로그램에서 변수의 사용을 준비하는 과정이다.

 빈 문자열로 초기화를 하는 이유는 

   1. 값 누락 방지 : 자바에서는 변수를 초기화하지 않고 사용하려고 하면 컴파일 오류가 발생한다. 따라서 초기값(" ")을 할당하여 변수 선언과 동시에 초기화를 한다.

   2. 나중에 값 설정 : answer는 이후 최소값과 최대값을 포함한 문자열로 설정될 예정이다. 초기값을 설정해두면 추후 값을 대입하거나 수정하기 쉽다.  

  1.2.1 비교 가능하게 초기값을 설정하는 선언문

int min = Integer.MAX_VALUE, max = Integer.MIN_VALUE;

 

• Integer.MAX_VALUE: 자바에서 사용할 수 있는 가장 큰 정수.

• Integer.MIN_VALUE: 자바에서 사용할 수 있는 가장 작은 정수.

• 초깃값을 이들로 설정하여 비교 연산이 정상적으로 이루어지도록 함.

 

자바에서 사용할 수 있는 가장 큰 정수와 가장 작은 정수를 초기값으로 설정하는 법이다.

이 방법을 사용하는 이유는 최소값과 최대값을 정확히 계산하기 위한 논리적인 필요성 때문이다.

     

     1.2.1-1 최소값/ 최대갑 계산의 기본 논리

최소값을 계산하려면 :

 - 초기값(min)은 현재 값보다 항상 크거나 같아야 한다.

 - 데이터 중 가장 작은 값을 찾기 위해 매번 비교하면서 더 작은 값이 나오면 이를 min으로 저장한다.

최대값을 계산하려면 :

  - 초기값(max)은 현재 값보다 항상 작거나 같아야 한다.

  - 데이터 중 가장 큰 값을 찾기 위해 매번 비교하면서 더 큰 값이 나오면 이를 max에 저장

 

 

초기값으로 일반적인 숫자를 설명하면 문제가 발생할 수 있다. 
만약에 int min = 0;으로 한다면
배열이 {1,2,3}인 경우
첫 번째 숫자 1과 비교: 1 < 0은 false, min은 여전히 0.
결과적으로 잘못된 값 0을 반환하게 되는 것이다. 

 

---

   1.2.2 strArr이라는 문자열 배열을 생성하고, split메서드를 사용하여 공백을 기준으로 문자열 나누기.

String[] strArr = s.split(" ");

- split 메서드 : 자바의 String클래스에 정의된 메서드로, 특정 구분자를 기준으로 문자열을 나누어 배열(String[])로 반환한다.

여기서 split(" ")는 공백을 기준으로 문자열을 나눈다.

- s.의 의미

s는 solution함수의 매개변수인 문자열 객체이다. 문자열 객체 s의 내용을 공백을 기준으로 나누라는 의미이다.

객체 s가 문자열이므로, 자바에서 제공하는 String클래스의 메서드인 split을 사용할 수 잇는 것이다. 

이때, s.는 문자열 s에 대해 split 메서드를 호출한다는 것을 나타낸다.

---

   

    1.2.3 strArr 문자열의 요소를 하나씩 정수로 바꿔서 min과 max값 넣기.

for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
    num = Integer.parseInt(strArr[i]);
    if (num < min) min = num;
    if (num > max) max = num; 
}

    1.2.3-1 Integer.parseInt() 메서드 

Integer.parseInt(String s)는 자바에서 제공하는 Integer클래스의 정적(static)메서드이다.

역할 : 문자열(String)을 정수형(int)으로 변환.

 

     1.2.3-2 strArr[i]의 역할

 strArr은 String배열로, split(" ")메서드에 의해 생성된 배열이다. 

 strArr[i]는 배열의 i번째 요소를 의미한다.

 

      1.2.3-3 Integer.parseInt(strArr[i])의 전체 동작

strArr[i]: 배열에서 i번째 문자열 요소를 가져옴.

Integer.parseInt(): 해당 문자열을 정수로 변환.

결과: 문자열이 정수로 변환되어 변수 num에 저장

for 반복문에서 strArr[i]의 값을 정수로 변환하여 변수 num에 저장.

 

 

- 반복문을 통해 각 숫자를 검사하여 min과 max를 갱신.

왜 max도 num으로 설정하고 min도 num으로 설정하였는가?
이 부분은 변수의 역할과 상태 변화를 이해하는데 중요한 포인트이다.
1. 변수들의 역할
  1) num :
     - num은 현재 반복 중에 처리되는 하나의 숫자를 저장하는 '임시 변수'이다.
     - 반복문이 한 번 실행될 때마다 strArr[i]의 값을 정수로 변환하여 num에 저장한다.
     - 이 변수는 한번에 하나의 숫자만 담는다.
  2) min과 max :
      - min은 현재까지 발견된 가장 작은 값을 저장.
      - max는 현재까지 발견된 가장 큰 값을 저장.
      - 반복이 진행되면서 min과 max는 계속 업데이트 되지만, num은 매번 새로운 값으로 덮어씌워진다.

왜 min과 max는 모두 num을 참조하는가?
코드에서 min과 max는 num을 사용해 조건에 따라 업데이트 된다.
1) 반복문이 시작되면, 현재 숫자를 num에 저장.
2) 조건문에서 :
   - num이 min보다 작으면 : min = num;으로 최소값 갱신
   - num이 max보다 크면: max = num;으로 최대값 갱신.
3) 다음 반복에서 num은 새로운 값으로 바뀌고, min과 max는 갱신된 상태를 유지한다.

변수간 혼동이 없는 이유?
min과 max는 반복문이 진행될수록 축적된 값을 저장하고, num은 순간적으로 처리되는 값만 저장한다.
• num:
   수명: 반복문이 실행되는 한 번의 반복 동안.
   역할: 한 번의 반복에서만 사용하는 임시 값.
• min과 max:
   수명: 반복문 전체 동안 유지.
   역할: 전체 배열을 처리하면서 현재까지의 최소값과 최대값을 저장. 

---

1.2.4 문자열에 min과 max값 넣기

answer = min + " " + max

min과 max를 공백으로 연결하여 결과 문자열 생성.

 

시간 복잡도

 

• split: O(n) (n은 문자열 길이)

• 반복문: O(n) (n은 배열 길이)

• 총합: O(n)

 

---

- 2 - solution2 메서드 (정렬 사용) 

package programmers.max;

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public String solution2(String s) {
        String answer = "";
        int min, max;

        String[] strArr = s.split(" ");

        int[] numArr = new int[strArr.length];
        for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
            numArr[i] = Integer.parseInt(strArr[i]);
        }

        Arrays.sort(numArr);

        min = numArr[0];
        max = numArr[numArr.length - 1];

        answer = min + " " + max;

        return answer;
    }

 

2.1 이 방법의 핵심 논리:

1. 문자열 s를 공백 기준으로 나누어 배열로 변환.

2. 배열의 각 요소를 정수로 변환한 후 정렬.

3. 정렬된 배열의 첫 번째 값(최소값)과 마지막 값(최대값)을 사용해 결과 반환.

 

 2.2 구현 흐름

int [] numArr = new int[strArr.length];
for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
    numArr[i] = Integer.parseInt(strArr[i]);
}
Arrays.sort(numArr);

- Arrays.sort : 정수 배열을 오름차순으로 정렬.

min = numArr[0];
max = numArr[numArr.length - 1];

 - 정렬된 배열의 첫번째 값은 최소값, 마지막 값은 최대값.

 

시간 복잡도

 

• split: O(n)

• for 반복문: O(n)

• Arrays.sort: O(n log n)

• 총합: O(n log n)

---

 

- 3- solution3 메서드 (스트림 사용)

public String solution3(String s) {
        String answer = "";

        String[] strArr = s.split(" ");
        // 정석 스트림
        int[] numArr = Arrays.stream(strArr).mapToInt(Integer::parseInt).toArray();
        Arrays.sort(numArr);

        // 지랄 버전
        int[] sortedNumArr = Arrays.stream(Arrays.stream(strArr).mapToInt(Integer::parseInt).toArray()).sorted().toArray();

        answer = numArr[0] + " " + numArr[numArr.length - 1];

        return answer;
    }

3.1 핵심 논리

 1) 문자열 배열을 Stream으로 변환하고, 이를 정수 배열로 매핑.

 2) 스트림을 사용해 배열을 정렬.

 3) 정렬된 배열의 첫 번째 값(최소값)과 마지막 값(최대값)을 사용해 결과 반환

int[] numArr = Arrays.stream(strArr)
                     .mapToInt(Integer::parseInt)
                     .toArray();
Arrays.sort(numArr);

스트림에 대한 자세한 설명은 다음 게시물에....

 3.2 구현 흐름

int[] numArr = Arrays.stream(strArr)
                     .mapToInt(Integer::parseInt)
                     .toArray();
Arrays.sort(numArr);

 - Arrays.stream : 배열을 스트림으로 변환.

 - mapToInt : 스트림의 각 요소를 Integer.parseInt로 변환.

 - toArray : 스트림을 배열로 변환.

 

int[] sortedNumArr = Arrays.stream(Arrays.stream(strArr))
                                         .mapToInt(Integer::parseInt)
                                         .toArray())
                           .sorted()
                           .toArray();

 - 스트림의 sorted메서드를 사용해 정렬된 배열 반환.

 

시간 복잡도

 

• split: O(n)

• 스트림 처리 및 정렬: O(n log n)

• 총합: O(n log n)