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C++ 문자열 II: 단어 단위 반전 알고리즘과 구현 예제

입력으로 주어진 문자열(문자 배열)을 받아, 각 단어 내부의 글자 순서는 그대로 유지하면서 단어와 단어의 위치만 서로 뒤바꾸는 문제입니다.

예를 들어 입력이 ['t','h','e',' ','m','a','n',' ','i','s',' ','n','i','c','e']라면, 출력은 ['n','i','c','e',' ','i','s',' ','m','a','n',' ','t','h','e']가 됩니다. 즉, "the man is nice"라는 문장이 "nice is man the"로 변환됩니다.

해결 접근 방법

이 문제는 두 단계 반전(two-pass reversal) 기법으로 효율적으로 해결할 수 있습니다. 알고리즘은 다음과 같습니다.

  • 배열 s 전체를 반전시킵니다.
  • j := 0으로 초기화합니다.
  • n := 배열 s의 크기로 설정합니다.
  • i를 0부터 n 미만까지 1씩 증가시키며 반복합니다.
    • s[i]가 공백(' ')과 같다면:
      • 인덱스 j부터 i 직전까지의 구간을 반전시킵니다.
      • j := i + 1로 갱신합니다.
  • 마지막으로 인덱스 j부터 n까지의 구간을 반전시킵니다.

동작 원리

전체 문자열을 먼저 뒤집으면 단어들도 함께 거꾸로 됩니다. 이후 공백을 기준으로 각 단어 구간만 다시 한 번 뒤집으면, 단어 내부의 글자 순서는 원래대로 돌아오고 단어들의 배치만 반전된 상태가 됩니다. 예를 들어 "the man is nice"를 전체 반전하면 "ecin si nam eht"가 되고, 여기서 각 단어("ecin", "si", "nam", "eht")를 개별적으로 반전하면 "nice is man the"가 완성됩니다.

이 방법은 추가 메모리 없이 제자리(in-place)에서 수행되며, 시간 복잡도는 O(n), 공간 복잡도는 O(1)입니다.

구현 예제

다음 C++ 코드를 통해 더 쉽게 이해할 수 있습니다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print_vector(vector<auto> v){
   cout << "[";
   for(int i = 0; i<v.size(); i++){
      cout << v[i] << ", ";
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class Solution {
public:
   void reverseWords(vector<char>& s) {
      reverse(s.begin(), s.end());
      int j = 0;
      int n = s.size();
      for(int i = 0; i < n; i++){
         if(s[i] == ' '){
            reverse(s.begin() + j, s.begin() + i);
            j = i + 1;
         }
      }
      reverse(s.begin() + j, s.begin() + n);
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<char> v = {'t','h','e',' ','m','a','n',' ','i','s',' ','n','i','c','e'};
   ob.reverseWords(v);
   print_vector(v);
}

입력

{'t','h','e',' ','m','a','n',' ','i','s',' ','n','i','c','e'}

출력

[n, i, c, e, , i, s, , m, a, n, , t, h, e]

출력 결과에서 공백 문자는 화면에 빈 값으로 표시됩니다. 실제 배열에는 공백(' ')이 그대로 유지되어 있으며, 결과적으로 "nice is man the"라는 문장 형태로 단어 순서가 반전된 것을 확인할 수 있습니다.