P-coding

내 컴퓨터를 시작으로 지인 컴퓨터 3대 조립하였다.
이번에도 지인 컴퓨터 주문이 또 들어왔다.
이번에는 그림작업 위주의 사양에 맞추긴 하지만, 
금액적 한계로 본체 + 모니터 약 200 안으로 맞추기로 하였다.

부품 선정

조립시 필요한 부품은 다음과 같다. ( 본체 )

1. CPU
2. 메인보드
3. 그래픽 카드
4. CPU 쿨러
5. 램 카드
6. ssd
7. 파워
8. 케이스

주로 다나와 PC견적에서 부품 선정 후 가격비교로 하나씩 구매하는 방식으로 구매하고 있다. 총 실 구매가 ( 카드 - 188만 )

선정 순서

선정 하기 전에 항상 부품 시장 조사를 하는게 아니다 보니 이런 요청이 있을 때마다 단기적으로 찾아보곤 한다.

그 때마다 즐겨보는 유튜버가 있는데 정말 초보자도 이해가 쉽게 엑셀로 정리하여 설명해주신다. 한 번 참고하길 바란다.

( 저렇게 엑셀에 하나하나 정리한 거 보고 참 대단한 사람이다 느낀다 )

1. 메인 보드 + CPU + 쿨러

메인보드와 CPU 호환성, CPU에 온도에 맞는 쿨러 선정이 우선시 된다고 생각하기에 항상 처음으로 선정한다.

CPU는 주로 I사을 선호한다.

( 물론 작업만 할 경우 높은 가격의 제품들이 필요하고 그럴 경우 멀티코어의 R사도 추천하지만,

진짜 작업만 할거라면 아예 A사 제품을 추천한다. )

그러나 겸사겸사 게임도 하고 여러 취미 생활과 중간 레벨(가격) 때문에 I사이 복합적으로 괜찮다.

메인보드는 항상 A사를 선호하는 편이다.

메인보드은 M사 와 A사를 생각하는데 같은 기판 기준 A사가 좀 더 낫다는 평이 많기도 하고, 쿨링 면에서도 우수하다.

( 실제로 A사 노트북을 사용했는데 온도 관리 측면에서 만족했다. )

다만 요즘 A/S 문제가 있다고 하는데 이 점 참고하면 되겠다.

쿨러는 공냉과 수냉 선택이 먼저인데, 내 컴퓨터는 수냉이지만, 조립 요청한 지인들 모두 공냉으로 맞춰드렸다.

이유는 둘 다 물론 관리 해야하지만, 할 줄 모른다면 공냉이 가격적으로도 괜찮다.

공냉도 영상에서 본 것으로 추천한다.

2. 그래픽 카드 ( + 램 카드 )

이후 가격에 맞춰서 그래픽 카드를 선정한다.

R사 제품도 괜찮다는 평이 몇 년전부터 있긴 했으나 N사에 대한 개인적인 생각이 확고하기 때문에 N사를 선호한다.

아직까지는 하드웨어가 비슷한 수준이라고 할 수 있으나 소프트웨어 측면에서는 아직까지는 R사는 힘들지 않나 라고 생각한다. 그만큼 지원이 많이 되는 N사 소프트웨어를 생각했을 때, 좀 더 가격을 주더라도 N제품을 사용할 것이다.

램 카드는 요즘 발전하는 속도에 비하면 최소 16G 이상이다. 여유가 있다면 32G 가 좋다.

사실 브랜드는 S사를 선호 했지만, 사실 오버 쿨럭(높은 성능) 할게 아니라면 가성비를 챙기는 게 좋은 것 같다.

때문에 영상에서 본 T사 추천한다. 

3. 파워와 그 외 나머지

솔직히 파워는 S사이다. 품질상으로는 좋다고 느끼지만 가격이 비싼거는 사실이다.

같은 크기의 파워로 놓고 봤을 때 가성비를 찾는다면 M사 정도로 생각하며, 파워 전력이 올라간다면 높은 등급을 고려했으면 한다.

SSD카드도 가성비를 놓고 보면 많지만, 현재 IT 세계에서 제일 중요한 것은 데이터다.

물론 그 데이터를 인터넷에서 지키는 것도 중요하지만, 하드웨어적으로도 높은 품질을 유지해야하기 때문에 S사 추천한다.

케이스는 요즘 그래픽 카드를 생각했을 때 튼튼한게 최고다.

요즘은 그래픽 카드 지지대도 포함되서 온다.

처음 조립 당시에는 그런게 없었는데..

가격대 별로 있으나 여러개 있으나 D사 추천한다.

조립

이번에는 나름 선 정리한다고 해서 정리해 보았다.

작동 테스트

인식 확인

그래픽 드라이버 확인

매번 150 ~ 200만원의 부품들이 왔다갔다 하는데
솔직히 이제는 익숙하다고 해도 무섭다. 실수라도 하면 수십만원이 사라진다.
( 실제로 본인 본체 업그레이드 중 기존의 SSD 카드 저장 메모리 부분을 깨먹어서 날려먹었다... )
지인 컴퓨터에서는 실수한 적 없으나 다들 조심하여 조립하기 바란다.

더 나은 조립이나 의견있으면 댓글로 남겨주시면 감사하겠습니다.  

다음 문제를 통해 재귀 함수와 이항계수를 활용해 보자.

---

 

문제 핵심

• N : 자연수
• K : 정수

풀이 과정

이항 계수는 다음과 같은 공식에 따라 이루어 진다. 이걸 코드로 구현해 보자.

재귀 방식

재귀를 통해 factorial를 해결한다.

public static int factorial(int n){
    if(n == 1){
        return 1;
    }
    return factorial(n-1) * n;
}

반복문 방식

반복문을 통해 factorial를 해결한다.

public static int factorial(int n){
    int result = 1;
    for (int i = n; i > 1; i--){
        result *= i;
    }
    return result;
}

int result = factorial(N) / (factorial(K) * factorial(N - K));

재귀 방식은 위와 같이 StackOverflow현상이 일어났다.
자바의 JVM의 기준 스택 크기의 한계 때문에 재귀 함수 호출 과정에서
StackOverflow현상이 일어난 것으로 보인다.

때문에 반복문을 통해 이를 해결하였다.

인공지능 모델을 만들었다면, 모델을 저장하고 활용할 수 있어야 한다.
이를 위해 Docker를 통해 이미지 빌드하고 Container를 실행하는 과정까지 
포스팅 하려고 한다.

이번 글에서는 이미 저장한 모델을 가지고 Docker 중점에서 작성된 글이다.

Docker 설치

다음 사이트를 통해 Docker를 다운 받아준다.

설치가 완료되었다면 컴퓨터를 다시 시작 해준다.

모델 로드 확인 ( app.py )

다음과 같은 코드를 통해 모델 로드를 확인한다.

모델을 저장할 때 환경과 동일하게 구성해야 함으로 그 때 사용했던 가상환경을 불러와 실행해 준다.

모델을 파일로 저장했다면 - 파일경로

model = tf.keras.models.load_model("model/모델 파일 경로")​

모델을 h5 파일로 저장했다면 - 파일

model = tf.keras.models.load_model("model/모델 파일 명.h5")​

from flask import Flask, request, jsonify
import tensorflow as tf
import numpy as np
import cv2
import os

# app = Flask(__name__)

model = tf.keras.models.load_model("./모델 경로")
print(model.summary())

flask HTTP 통신 테스트 ( app.py )

이미지 분류모델을 불러오고, 이미지를 보편적 크기인 ( 224, 224, 3 )로 resize 해준다.

이미지를 분류모델에 맞게 예측한 후 결과를 출력해 준다.

이 때 통신할 접속 경로는 (로컬호스트:5002/predict) 이다.

from flask import Flask, request, jsonify
import tensorflow as tf
import numpy as np
import cv2
from io import BytesIO
from PIL import Image

app = Flask(__name__)
model = tf.keras.models.load_model("./모델 경로")

def preprocess_image(image):
    image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

    image = cv2.resize(image, (224, 224))
    image = image.astype(np.float32) / 255.0
    image = np.expand_dims(image, axis = 0)

    return image

def predict(file):
    image = Image.open(BytesIO(file.read()))
    image = np.array(image)

    processed_image = preprocess_image(image)

    predictions = model.predict(processed_image)
    return predictions

@app.route('/predict',methods=['POST'])
def predict_image():
    if 'image' not in request.files:
        return jsonify({"error" : "Not found image file"}), 400
    
    file = request.files['image']

    if file.filename == '':
        return jsonify({"error" : "Not selected image file"}), 400
    
    
    result = predict(file)

    return jsonify({"result": int(np.argmax(result, axis=1)[0])})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=False, port=5002)

통신 확인

먼저 두 개의 명령 프롬프트를 실행한다.

1. conda

해당 가상환경을 실행 시키고 파일 위치로 이동 후 다음을 입력한다.

( 그렇다면 서버가 열릴 것이다. )

python app.py

2. cmd

이후 cmd에서 이미지파일과 함께 curl 명령어로 POST 요청을 한다.

이 때 상대경로가 아닌 절대경로로 C:부터 시작하여 전부 입력해준다.

• -X POST : HTTP POST 요청
• -F : multipart/form-data 형식 데이터 첨부
  • image필드 파일 이름=이미지파일경

curl -X POST -F "image=@이미지 절대 경로.jpg" http://127.0.0.1:5002/predict

이후 json 형태의 파일로 결과값이 돌아온다.

{"result":모델 예측 값}

Dockerfile 생성

가상환경 버전 확인

실행할 때와 같이 같은 버전으로 만들어줘야 한다. 때문에 가상환경의 라이브러리들의 버전을 먼저 확인하자

다음 명령어를 통해 버전을 확인 할 수 있다.

conda list

Docker build 시 사용할 라이브러리 버전 ( requirement.txt )

다음과 같이 버전을 적어준다.

gunicorn은 flask로 배포시에 개발 서버 모드로 실행된다.

WSGI (Web Server GateWay Interface) 서버를 사용하라는 경고

flask의 내장 서버는 개발용으로만 설계되었다.

numpy=1.23.0
python=3.9.18
opencv-python=4.11.0.86
tensorflow=2.10.0
flask=3.1.0
pillow= 11.1.0 #PIL
gunicorn==20.1.0 #flask warning

Dockerfile 생성

docker build할 파일을 생성한다. 

이는 txt파일로 생성한 후 확장자를 제거해준다.

# 파이썬 버전
FROM python:3.9

WORKDIR /app

# opencv에 필요한 라이브러리
RUN apt-get update && apt-get install -y \ libglib2.0-0 libsm6 libxext6 libxrender-dev libgl1-mesa-glx

# 라이브러리 버전 파일
COPY requirements.txt .

# 라이브러리 다운로드
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

# 5002 포트 개방
EXPOSE 5002

CMD ["gunicorn", "-w", "4", "-b", "0.0.0.0:5002", "app:app"]

Docker DeskTop 확인 후 실행

1. 다음 명령어를 통해 docker-desktop 가상환경이 존재하는지 확인

wsl -l -v

2. docker image build

-t : tag(이름) 설정 ex) 아래 명령어는 app이라는 이름을 가진 image 생성

. : 현재 디렉토리에서 Dockerfile를 찾아 build

docker build -t app .

3. docker container run

docker 이미지 기반으로 컨테이너를 실행

-p 5002:5002 -> 첫 번째는 호스트 머신, 두 번째는 컨테이너 내에서 사용할 포트

( localhost:5002 통해 접근하여 docker 5002 port에 전달 )

docker run -p 5002:5002 app

4. curl를 통해 post request

위와 같은 과정을 거쳤다면 cmd창에서 curl명령어를 통해 POST요청을 할 수 있다.

curl -X POST -F "image=@이미지 절대 경로.jpg" http://localhost:5002/predict

이번 글에서는 큐, 스택에 마무리 문제인 24511번 문제를 해결해 보자.
시간 제한과 메모리 제한이 까다로울 것으로 예상된다.

문제 핵심

• 첫째 줄 - 자료구조의 수 : N
• 둘째 줄 - 수열의 종류 : 0 ( Queue ), 1 ( Stack )
• 셋째 줄 - 자료구조의 초기값 설정
• 넷째 줄 - 삽입할 수열의 길이 : M
• 다섯째 줄 - 삽입할 수열의 원소들

풀이 과정

첫 번째 예제의 과정 중 첫 번째 스텝을 다음과 같이 나타낼 수 있다.

그림 처럼 queue와 stack을 구현하여 값을 삽입하고 제거하는 과정으로 구현해보자. 

아마 메모리에서 먼저 초과되지 않을까 싶다.

1. 자료구조 저장

0, 1과 구별 값에 따라 큐인지 스택인지 구별하여 저장한다.

List<Object> dataStructure = new ArrayList<Object>();

for (int i = 0; i < N; i++) {
    int type = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());

    if (type == 0) {
        dataStructure.add(new LinkedList<Integer>());
    } else {
        dataStructure.add(new Stack<Integer>());
    }

}

2. 초기 값 저장

세번 째 줄의 초기 값들을 저장한다.

이 때 초기값들은 instanceof를 통해 자료구조를 판별 후 맞는 메소드를 사용한다.

for (int i = 0; i < N; i++) {
    int num = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
    if (dataStructure.get(i) instanceof Queue) {
        ((Queue<Integer>) dataStructure.get(i)).offer(num);
    } else {
        ((Stack<Integer>) dataStructure.get(i)).add(num);
    }
}

3. 메인 과정

새로운 값 들이 큐와 스택을 지나면서 반복되는 과정이다.

이 때, 사실 스택이 값을 거쳐가기만 하기 때문에 의미가 없다.

for (int i = 0; i < M; i++) {
    int num = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
    int temp = num;
    for (int j = 0; j < N; j++) {
        if (dataStructure.get(j) instanceof Queue) {
            ((Queue<Integer>) dataStructure.get(j)).add(temp);
            temp = ((Queue<Integer>) dataStructure.get(j)).remove();
        }
    }

    stringBuilder.append(temp).append(" ");

}

결과는 시간 초과로 메모리 문제가 아닌 2 중 for문에 N과 M의 최악의 경우 (On2)
100,000 * 100,000 = 10,000,000,000 기 때문에 벌어진 일이다.
그렇다면 2 중 for문의 구조를 제거하고,
스택구조에서 값은 지나치기만 하기 때문에 경우에서 제거한다.

4. 자료구조의 재구성

그렇다면 큐의 구조일 때 값을 교체하는 과정이고, 그게 여러개라면 하나씩 밀려나는 과정이다.

큐 여러개가 하나의 값만 가지고 있기 때문에 여러개의 큐가 하나의 큐가 되어버린다.

( 즉, 다음과 같은 구조일 때 새로운 값이 들어온다면 하나의 큐처럼 행동한다. )

그렇다면 하나의 큐를 생성하고 큐일 경우에만 값을 추가한다.

Deque<String> queue = new ArrayDeque<>();
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());


String[] dataStructureString = bufferedReader.readLine().split(" ");
String[] valueString = bufferedReader.readLine().split(" ");
for (int i = 0; i < N; i++) {
    int type = Integer.parseInt(dataStructureString[i]);
    if(type == 0){
        queue.addLast(valueString[i]);
    }
}

5. 메인 과정 재구성

다음과 같이 큐의 삽입과 삭제를 반복하면 O(n)의 경우의 수와 메모리 문제가 모두 해결된다.

int M = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
String[] addValueString = bufferedReader.readLine().split(" ");

for (int i = 0; i < M; i++) {
    queue.addFirst(addValueString[i]);
    stringBuilder.append(queue.removeLast()).append(" ");
}

이번 문제는 마치 알고리즘이 큐처럼 행동하게 하여 해결할 수 있었다.
다음과 같이 자료구조의 개념을 이해한다면 여러방법으로 구현할 수 있다.
줄 서거나(큐), 박스에 물건을 넣고 빼거나(스택) 처럼 한 가지로 제한되지 않는다는 점이다.

시간과 메모리를 줄여야 한다는 점에서 이런 구조를 생각할 수 있었던 문제였다.

실패 전체 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        List<Object> dataStructure = new ArrayList<Object>();
        StringTokenizer stringTokenizer;
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());

        stringTokenizer = new StringTokenizer(bufferedReader.readLine());

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int type = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());

            if (type == 0) {
                dataStructure.add(new LinkedList<Integer>());
            } else {
                dataStructure.add(new Stack<Integer>());
            }

        }

        stringTokenizer = new StringTokenizer(bufferedReader.readLine());

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int num = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
            if (dataStructure.get(i) instanceof Queue) {
                ((Queue<Integer>) dataStructure.get(i)).offer(num);
            } else {
                ((Stack<Integer>) dataStructure.get(i)).add(num);
            }
        }

        int M = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());

        stringTokenizer = new StringTokenizer(bufferedReader.readLine());

        for (int i = 0; i < M; i++) {
            int num = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
            int temp = num;
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (dataStructure.get(j) instanceof Queue) {
                    ((Queue<Integer>) dataStructure.get(j)).add(temp);
                    temp = ((Queue<Integer>) dataStructure.get(j)).remove();
                }
            }

            stringBuilder.append(temp).append(" ");

        }

        System.out.println(stringBuilder);
    }
}

성공 전체 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        Deque<String> queue = new ArrayDeque<>();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());


        String[] dataStructureString = bufferedReader.readLine().split(" ");
        String[] valueString = bufferedReader.readLine().split(" ");
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int type = Integer.parseInt(dataStructureString[i]);
            if(type == 0){
                queue.addLast(valueString[i]);
            }
        }

        int M = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
        String[] addValueString = bufferedReader.readLine().split(" ");

        for (int i = 0; i < M; i++) {
            queue.addFirst(addValueString[i]);
            stringBuilder.append(queue.removeLast()).append(" ");
        }
        System.out.println(stringBuilder);
    }
}

이번 글에서는 백준 2346번 문제를 통해
queue 개념에 관해 좀 더 복잡한 문제를 풀어보자

문제 핵심

• N : 풍선의 개수 ( 자연수 ) 1 ~ 1000
• 각 종이에 이동할 숫자가 적혀 있다. ( 0은 없다 )
• 적힌 종이 별로 양수면 오른쪽, 음수는 왼쪽으로 이동한다.

풀이 과정

다음 Deque를 통해 문제를 풀어 나가며, 인덱스를 기억해 두는 것이 핵심이다.

1. 풍선 번호와 종이 저장

1. 큐에 인덱스 값들을 저장한다.

2. move 정수 배열에 해당 종이를 저장한다.

        Deque<Integer> indexQueue = new ArrayDeque<Integer>();

        int[] move = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            move[i] = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
            indexQueue.add(i);
        }

2. 반복

첫 시작은 앞에서부터 시작하기 때문에 미리 처리 한다.

큐에서 꺼낸 값은 인덱스 값이고, 이 인덱스 값을 가지고 move 정수 배열에서 이동할 거리를 확인할 수 있다.

        int removeIndex = indexQueue.removeFirst();
        stringBuilder.append(removeIndex + 1).append(" ");

값을 제외한 후에 for문을 통해 값을 원형 큐 처럼 뒤로 보내기 때문에 -1 한다.

ex) 3번 이동해야 할 때, 값을 제거한다면, 값들이 땡겨지기 때문에 2번 이동한다.

        while(!indexQueue.isEmpty()) {
            int step = move[removeIndex];

            if(step < 0) {
                for(int j = 0; j < -step - 1; j++) {
                    indexQueue.addFirst(indexQueue.removeLast());
                }
                removeIndex = indexQueue.removeLast();

            } else {
                for(int j = 0; j < step - 1; j++) {
                    indexQueue.addLast(indexQueue.removeFirst());
                }
                removeIndex = indexQueue.removeFirst();
            }
            stringBuilder.append(removeIndex + 1).append(" ");
        }

아래의 실패 코드로 이중 리스트 구조로 만들었으나 메모리 초과로 실패하게 되었다.
이 후 불필요한 메모리를 제거하기 위해 분리하여 생성하였고, 성공하였다.

물론 여러 방법 중 하나이니 '틀리다' 라고 말할 수 없겠지만, 
이번 경우는 불필요한 메모리 사용으로 틀렸다고 생각한다.

요즘 컴퓨터 성능은 메모리나 속도면에서 문제 없지만, 막대한 수치가 들어온다면 영향을 끼친다.
때문에 '불필요한' 코드는 줄이도록 하자

실패 코드

다음과 같이 큐 안에 index와 종이의 값들을 모두 넣어서 처리하였으나 과도하게 메모리가 사용되어 메모리 초과되었다.

이후 불필요한 메모리를 제거하기 위해 분리하여 생성하였다.

        Deque<int[]> queue = new LinkedList<>();

전체 코드

package org.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(input.readLine());
        StringTokenizer stringTokenizer = new StringTokenizer(input.readLine());
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        Deque<Integer> indexQueue = new ArrayDeque<Integer>();

        int[] move = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            move[i] = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
            indexQueue.add(i);
        }

        int removeIndex = indexQueue.removeFirst();
        stringBuilder.append(removeIndex + 1).append(" ");

        while(!indexQueue.isEmpty()) {
            int step = move[removeIndex];

            if(step < 0) {
                for(int j = 0; j < -step - 1; j++) {
                    indexQueue.addFirst(indexQueue.removeLast());
                }
                removeIndex = indexQueue.removeLast();

            } else {
                for(int j = 0; j < step - 1; j++) {
                    indexQueue.addLast(indexQueue.removeFirst());
                }
                removeIndex = indexQueue.removeFirst();
            }
            stringBuilder.append(removeIndex + 1).append(" ");
        }
        System.out.println(stringBuilder);
    }
}

이번 글에서는 백준 28279번 문제를 통해
deque를 개념을 익혀보자

---

문제 핵심

• N : 명령 수
• 1 ~ 8 까지의 명령어 종류

풀이 과정

다음 Deque를 통해 저번 백준 스택 문제와 같은 형태로 푸는 쉬운 문제이다.

1. 명령어 정의

1 ~ 8에 해당하는 명령어를 정의한다.

Java에는 deque가 존재하지만, 문제에 맞게 처리해야 하기 때문에 다시 정의해준다.

    private static Deque<Integer> queue;

    private static int isEmpty(){
        return queue.isEmpty() ? 1 : 0;
    }

    private static void addFirst(int num) {
        queue.addFirst(num);
    }

    private static void addLast(int num) {
        queue.addLast(num);
    }

    private static int size(){
        return queue.size();
    }

    private static int removeFirst() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.removeFirst();
    }

    private static int removeLast() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.removeLast();
    }

    private static int getFirst() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.getFirst();
    }

    private static int getLast() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.getLast();
    }

2. 명령어 분류 처리

 명령어 처리 1 ~ 8 까지의 명령어에 해당하는 함수를 실행한다.

            int command = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());

            switch (command) {
                case 1:
                    addFirst(Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken()));
                    break;
                case 2:
                    addLast(Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken()));
                    break;
                case 3:
                    stringBuilder.append(removeFirst() + "\n" );
                    break;
                case 4:
                    stringBuilder.append(removeLast() + "\n" );
                    break;
                case 5:
                    stringBuilder.append(size() + "\n" );
                    break;
                case 6:
                    stringBuilder.append(isEmpty() + "\n" );
                    break;
                case 7:
                    stringBuilder.append(getFirst() + "\n" );
                    break;
                case 8:
                    stringBuilder.append(getLast() + "\n" );
                    break;
            }

아직까지는 실버 문제로 개념만 이해한다면,
문제 조건에 맞게 풀기만 한다면,
아주 쉽게 풀 수 있다.

이후에 해결할 골드이상의 문제에 대비해 이와 같은 문제를 많이 풀어보길 바란다.

전체코드

package org.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    private static Deque<Integer> queue;

    private static int isEmpty(){
        return queue.isEmpty() ? 1 : 0;
    }

    private static void addFirst(int num) {
        queue.addFirst(num);
    }

    private static void addLast(int num) {
        queue.addLast(num);
    }

    private static int size(){
        return queue.size();
    }

    private static int removeFirst() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.removeFirst();
    }

    private static int removeLast() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.removeLast();
    }

    private static int getFirst() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.getFirst();
    }

    private static int getLast() {
        return queue.isEmpty() ? -1 : queue.getLast();
    }


    public static void main(String[] args) throws IOException {
        queue = new ArrayDeque<>();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        StringTokenizer stringTokenizer;

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            stringTokenizer = new StringTokenizer(bufferedReader.readLine());
            int command = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());

            switch (command) {
                case 1:
                    addFirst(Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken()));
                    break;
                case 2:
                    addLast(Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken()));
                    break;
                case 3:
                    stringBuilder.append(removeFirst() + "\n" );
                    break;
                case 4:
                    stringBuilder.append(removeLast() + "\n" );
                    break;
                case 5:
                    stringBuilder.append(size() + "\n" );
                    break;
                case 6:
                    stringBuilder.append(isEmpty() + "\n" );
                    break;
                case 7:
                    stringBuilder.append(getFirst() + "\n" );
                    break;
                case 8:
                    stringBuilder.append(getLast() + "\n" );
                    break;
            }
        }
        System.out.println(stringBuilder);
    }
}

이번 글에서 백준 11866번 문제를 통해 요세푸스 순열을 활용,
이를 통해 원형 큐와 결합하여 사용해보자.

문제 핵심

• N : 사람 수
• K : 건너뛸 수
• ( 1 <= K <= N <= 1,000 )

풀이 과정

다음 문제는 요세푸스를 순열을 통해 한 사람씩 제거해 나가는 문제이다.

다음 글을 통해 개념을 참고하면 좋을 것 같다. 비교적 간단하다.

1. 반복

해당 문제는 K의 배수마다 값을 꺼내오면 된다.

때문에 이전 값들은 모두 다시 큐의 뒤에 넣어주고 그 과정을 마지막 한 사람이 남을 때까지 반복해준다. 

        while(1 < queue.size()) {
            count++;
            if(count % K == 0){
                stringBuilder.append(queue.remove() + ", ");
                continue;
            }
            queue.add(queue.remove());
        }

2. 출력

백준의 문제 출력 조건에 따라 마지막 값은 기호와 함께 처리해 준다.

        stringBuilder.append(queue.remove() + ">");
        System.out.println(stringBuilder);

이번 문제는 큐의 개념과 요세푸스 순열을 이해하고 있다면, 
결합하여 아주 쉽게 풀 수 있는 문제이다.
요세푸스 문제는 재귀로도 풀 수 있는 만큼 한 번 시도해보는 것도 좋다.

전체코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer stringTokenizer = new StringTokenizer(bufferedReader.readLine());
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("<");
        int N = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());
        int K = Integer.parseInt(stringTokenizer.nextToken());


        for(int i = 0; i < N; i++) {
            queue.add(i + 1);
        }
        int count = 0;

        while(1 < queue.size()) {
            count++;
            if(count % K == 0){
                stringBuilder.append(queue.remove() + ", ");
                continue;
            }
            queue.add(queue.remove());
        }

        stringBuilder.append(queue.remove() + ">");
        System.out.println(stringBuilder);

    }
}

요세푸스 순열은
유대인 역사가 플라비우스 요세푸스의 이야기에서 유래한 수학적 문제이다.

요세푸스의 이야기

1세기 로마 제국 시대, 유대인은 로마에 대항하여 대규모 반란을 일으켰다.
이 때, 요세푸스는 유대 반군의 장군 중 한명으로 로마군에 의해 포위당했다.
전투에서 패배한 요세푸스와 동료들은 로마군에 항복하는 대신 자결하는 것을 택했다.
하지만 자결하는 것은 두려웠는지 원형으로 앉았고, 특정 규칙에 따라 순차적으로 서로 죽여주는 방식을 택했다.

1. 특정 수의 인원을 건너 뛰고 다음 사람을 제거한다.
2. 마지막 한 사람이 남을 때까지 반복.

그러나 요세푸스는 동료들의 뜻에 반대하여 살고 싶었고, 위 규칙을 이용하여 마지막 한 사람이 되어 로마군에 항복하였다.

공식

일반적인 공식은 다음과 같다. 

n : 인원 수

k : 건너뛸 수

재귀함수 형식을 띄고 있다.

예시)

f( 7, 3 ) 인 경우

코드

재귀 코드로 구현하면 다음과 같이 구현할 수 있다.

package org.example;

public class Main {
    public static int josephus(int N, int K) {
        if (N == 1) return 0;
        return (josephus(N - 1, K) + K) % N; // 재귀 호출
    }

    public static void main(String[] args) {
        int N = 7;
        int K = 3;
        System.out.println("Last survivor: " + (josephus(N, K) + 1));
    }
}

결과 ( 마지막 생존 자리 )

4

이번에는 재귀함수로 해결하였지만, 원형 큐 등 다양한 방법들이 있다.
생존을 위해서 역사가의 새로운 순열 공식
순차적인 제거 문제에서 다양하게 사용되고 있다.

자료형 변환시 주로 ParseInt가 권장된다.
하지만 valueOf 함수도 있는데 왜 저걸 권장할까?

ParseInt()

Java 라이브러리에서 ParseInt()는 다음과 같이 정의하고 있다.

public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
    return parseInt(s,10);
}

기본 자료형( int )로 반환하며, 오버로딩(Overloading) 되어서 다시 재정의가 이루어진다.

다음은 오버로딩 ( Overloading ) 전체 코드이다. 문자열( s )를 진법( radix )을 통해 변환이 이루어진다.

public static int parseInt(String s, int radix)
            throws NumberFormatException
{
    /*
     * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization
     * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use
     * the valueOf method.
     */

    if (s == null) {
        throw new NumberFormatException("Cannot parse null string");
    }

    if (radix < Character.MIN_RADIX) {
        throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                        " less than Character.MIN_RADIX");
    }

    if (radix > Character.MAX_RADIX) {
        throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                        " greater than Character.MAX_RADIX");
    }

    boolean negative = false;
    int i = 0, len = s.length();
    int limit = -Integer.MAX_VALUE;

    if (len > 0) {
        char firstChar = s.charAt(0);
        if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-"
            if (firstChar == '-') {
                negative = true;
                limit = Integer.MIN_VALUE;
            } else if (firstChar != '+') {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }

            if (len == 1) { // Cannot have lone "+" or "-"
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }
            i++;
        }
        int multmin = limit / radix;
        int result = 0;
        while (i < len) {
            // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
            int digit = Character.digit(s.charAt(i++), radix);
            if (digit < 0 || result < multmin) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }
            result *= radix;
            if (result < limit + digit) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }
            result -= digit;
        }
        return negative ? result : -result;
    } else {
        throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
    }
}

1. 초기 예외 검사

문자열(s)가 null이면 변환이 불가 함으로 NumberFormatException 예외 발생

if (s == null) {
    throw new NumberFormatException("Cannot parse null string");
}

radix(진법)이 2~36 진법 범위 내에서만 변환 가능함으로 Min, Max 값 범위 예외 처리

if (radix < Character.MIN_RADIX) {
    throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                    " less than Character.MIN_RADIX");
}
if (radix > Character.MAX_RADIX) {
    throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                    " greater than Character.MAX_RADIX");
}

2. 부호 판별 및 기본 설정

부호 +(43), -(45)은 0(48)보다 아래이기 때문에 부호를 찾고 '+'은 무시 나머지 경우에만 처리한다.

'-'인 경우 음수로 설정하고, limit를 int 자료형의 변환이기 때문에 Integer.MIN_VALUE 로 설정한다.

        if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-"
            if (firstChar == '-') {
                negative = true;
                limit = Integer.MIN_VALUE;
            } else if (firstChar != '+') {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }

길이가 1이라면 앞 부호 하나만 있기 때문에 예외 처리

        if (len == 1) { // Cannot have lone "+" or "-"
            throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
        }

3. 숫자로 변환

먼저 자릿수를 가져오고, digit가 0보다 작거나 오버플로우가 나는지 체크한다.

사실 이 코드만 보고 이해하기는 어려울 수 있다. 성공과 실패의 두 가지 예시가 있다.

        int multmin = limit / radix;
        int result = 0;
        while (i < len) {
            // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
            int digit = Character.digit(s.charAt(i++), radix);
            if (digit < 0 || result < multmin) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }
            result *= radix;
            if (result < limit + digit) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s, radix);
            }
            result -= digit;
        }

ex) 성공한 연산 10진수 "2147483647"

 multmin = -2147483647 / 10 = -214748364

이 값을 통해 미리 오버플로우 발생을 예측한다.

마지막 결과에서 -2147483647을 부호판별 후 반환한다. -(-2147483647) = 2147483647

ex) 실패한 연산 10진수 "2147483648"

다음과 같은 결과로 ( result < limt + digit ) 조건이 참이 되어 예외가 발생하게 된다.

result = -2147483640
limit = -2147483647
digit = 8

limit + digit = -2147483647 + 8 = -2147483639

valueOf()

Java 라이브러리에서 valueOf()는 다음과 같이 정의하고 있다.

    public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
        return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
    }

객체형으로 반환하고 있고, 여기서도 오버로딩( Overloading ) 했던 parseInt()가 보인다.

또 하나 valueOf 메서드도 오버로딩( Overloading ) 되었는데 다음과 같다.

1. 미리 생성된 값 IntegerCache.low(-128) ~ IntegerCache.high(127) 사이면 새 객체를 생성하지 않고 반환한다.

2. 그 값이 아니라면 새로 객체를 생성하여 반환한다.

( 미리 생성되는 값 범위는 JVM option에 따라 조정 가능 )

    @IntrinsicCandidate
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

(추가) parseInt() 사용 예

예제)

System.out.println(Integer.parseInt("123", 10));   // 123
System.out.println(Integer.parseInt("-123", 10));  // -123
System.out.println(Integer.parseInt("101", 2));    // 5 (2진수 변환)
System.out.println(Integer.parseInt("7F", 16));    // 127 (16진수 변환)
System.out.println(Integer.parseInt("Z", 36));     // 35 (36진수에서 'Z'는 35)
System.out.println(Integer.parseInt("007", 8));    // 7 (8진수)

예외발생)

System.out.println(Integer.parseInt("abc", 10));  // 예외 발생 (숫자가 없음)
System.out.println(Integer.parseInt("12345", 2)); // 예외 발생 (2진수 범위 초과)
System.out.println(Integer.parseInt("", 10));     // 예외 발생 (빈 문자열)
System.out.println(Integer.parseInt(null, 10));   // 예외 발생 (null)

결국 valueOf() 메서드도 parseInt()를 사용하며
Integer를 사용하지 않고, 정수만을 반환받기 원한다면 parseInt() 메서드를 사용해야 한다.
Integer객체를 통해 불필요하게 메모리를 사용하게 된다.

이번 글에서는 2164번 문제를 통해
큐의 기본 개념을 활용해보자.
사실 이번문제는 거의 브론즈 이하급으로 쉬운 문제이다.

문제 핵심

• 큐를 활용한 카드이다.
• N장의 카드는 위에서부터 아래로 오름차순으로 정렬되어 있다.
•  

풀이 과정

• 2장의 카드를 한 번의 세트로 움직인다.
  • 한 장을 버리고 그 다음 장을 아래로 움직인다.
  • 값을 두 번 꺼내고 두 번째 값을 삽 하면 된다.

1. 큐 생성

        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
   

		for(int i = 1;i <= N; i++){
            queue.add(i);
        }

2. 과정 반복

        while (queue.size() > 1) {
            queue.poll();
            queue.add(queue.poll());
        }

기본적인 문제로 큐의 개념만 이해하고 있다면,
바로 쉽게 풀 수 있는 문제이다.