[알고리즘] 로또의 최고 순위와 최저 순위

// guidelines

1. Always include reasons for choosing certain approach/technology/framework/technique, etc.

2. Before writing a code, summarize the plan in 3 lines, including but not limited to:

- What data structures are we using?

- Time / Space complexity

- What are the edge cases?

 

3. Always leave reasons for failures to find patterns in mistakes. It is helpful in recognizing my weaknesses.

4. Don't cling to a problem that takes more than 30 minutes to solve. Check the answer first, and come back to days later.

  4-1. After you understood the answer, make it yours.

5. When you solved a problem without knowking how you did it, and it occurs repeatedly, it's time to take a step back and grind on one problem. 

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Problem

로또 6/45(이하 '로또'로 표기)는 1부터 45까지의 숫자 중 6개를 찍어서 맞히는 대표적인 복권입니다. 아래는 로또의 순위를 정하는 방식입니다. 1

순위	당첨 내용
1	6개 번호가 모두 일치
2	5개 번호가 일치
3	4개 번호가 일치
4	3개 번호가 일치
5	2개 번호가 일치
6	그 외

로또를 구매한 민우는 당첨 번호 발표일을 학수고대하고 있었습니다. 하지만, 민우의 동생이 로또에 낙서를 하여, 일부 번호를 알아볼 수 없게 되었습니다. 당첨 번호 발표 후, 민우는 자신이 구매했던 로또로 당첨이 가능했던 최고 순위와 최저 순위를 알아보고 싶어 졌습니다.

알아볼 수 없는 번호를 0으로 표기하기로 하고, 민우가 구매한 로또 번호 6개가 44, 1, 0, 0, 31 25라고 가정해보겠습니다. 당첨 번호 6개가 31, 10, 45, 1, 6, 19라면, 당첨 가능한 최고 순위와 최저 순위의 한 예는 아래와 같습니다.

당첨 번호	31	10	45	1	6	19	결과
최고 순위 번호	31	0 -> 10	44	1	0 -> 6	25	4개 번호 일치, 3등
최저 순위 번호	31	0 -> 11	44	1	0 -> 7	25	2개 번호 일치, 5등

• 순서와 상관없이, 구매한 로또에 당첨 번호와 일치하는 번호가 있으면 맞힌 걸로 인정됩니다.
• 알아볼 수 없는 두 개의 번호를 각각 10, 6이라고 가정하면 3등에 당첨될 수 있습니다.
  • 3등을 만드는 다른 방법들도 존재합니다. 하지만, 2등 이상으로 만드는 것은 불가능합니다.
• 알아볼 수 없는 두 개의 번호를 각각 11, 7이라고 가정하면 5등에 당첨될 수 있습니다.
  • 5등을 만드는 다른 방법들도 존재합니다. 하지만, 6등(낙첨)으로 만드는 것은 불가능합니다.

민우가 구매한 로또 번호를 담은 배열 lottos, 당첨 번호를 담은 배열 win_nums가 매개변수로 주어집니다. 이때, 당첨 가능한 최고 순위와 최저 순위를 차례대로 배열에 담아서 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항

• lottos는 길이 6인 정수 배열입니다.
• lottos의 모든 원소는 0 이상 45 이하인 정수입니다.
  • 0은 알아볼 수 없는 숫자를 의미합니다.
  • 0을 제외한 다른 숫자들은 lottos에 2개 이상 담겨있지 않습니다.
  • lottos의 원소들은 정렬되어 있지 않을 수도 있습니다.
• win_nums은 길이 6인 정수 배열입니다.
• win_nums의 모든 원소는 1 이상 45 이하인 정수입니다.
  • win_nums에는 같은 숫자가 2개 이상 담겨있지 않습니다.
  • win_nums의 원소들은 정렬되어 있지 않을 수도 있습니다.

My Solution (Key Idea: 0(알 수 없는 번호)을 최선/최악으로 가정하여, 확정 정답 수와 0의 개수로 최고·최저 순위를 각각 계산함.)

class Solution {
    public int[] solution(int[] lottos, int[] winNums) {
        int lowest = getRank(countAnswers(lottos, winNums));
        int highest = getRank(countAnswers(lottos, winNums) + countZeros(lottos));
        return new int[] {highest, lowest};
    }
    
    private int countZeros(int[] lottos) {
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < lottos.length; i++) {
            if(lottos[i] == 0)
                count++;
        }
        
        return count;
    }
    
    private int countAnswers(int[] lottos, int[] winNums) {
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < lottos.length; i++) {
            if (lottos[i] == 0)
                continue;
            for (int j = 0; j < winNums.length; j++) {
                if (lottos[i] == winNums[j])
                    count++;
            }
        }
        return count;
    }
    
    private int getRank(int numOfAnswers) {
        switch (numOfAnswers) {
            case 6:
                return 1;
            case 5:
                return 2;
            case 4:
                return 3;
            case 3:
                return 4;
            case 2:
                return 5;
            default:
                return 6;
        }
    }
}

Strengths:

• 핵심 로직을 countZeros, countAnswers, getRank 세 개의 단일 책임 함수로 분리하여 가독성과 유지보수성이 높음.
• 최고 순위는 answers + zeros, 최저 순위는 answers만으로 도출할 수 있다는 수학적 단순함을 잘 활용함.

 

Limitations (or Trade-offs):

• countAnswers에서 이중 for문을 사용해 win_nums를 매번 선형 탐색함. HashSet을 사용하면 내부 루프를 O(1)로 줄일 수 있음.
• getRank의 switch문을 Math.max(1, 7 - numOfAnswers) 같은 수식 한 줄로 대체 가능하여 코드가 더 간결해질 수 있음.
• countAnswers를 solution에서 두 번 호출하여 불필요한 중복 계산이 발생함 (결과를 변수에 저장하면 해결됨).

 

Data Structures:

별도의 자료구조 없이 기본 int[] 배열만 사용함. 개선안으로는 HashSet<Integer>을 활용해 당첨 번호를 O(1)로 조회 가능함.

Time & Space Complexity:

	현재 풀이	HashSet 개선 시
시간	O(N × M) — N, M은 각 배열 길이(고정 6이므로 실질적 O(1))	O(N + M)
공간	O(1)	O(M)

Possible Edge Cases:

• 0이 6개인 경우 — 모든 번호가 불명확하므로 최고 1등, 최저 6등이 나와야 함. ([0,0,0,0,0,0] 입력 예 #2로 검증됨)
• 0이 없고 전부 일치하는 경우 — 최고·최저 모두 1등. ([45,4,35,20,3,9] 입력 예 #3으로 검증됨)
• 0이 없고 전부 불일치하는 경우 — 최고·최저 모두 6등(낙첨).
• 정답 수 + 0의 수가 7 이상인 경우는 발생하지 않음 — lottos 길이가 6으로 고정이므로 최대 합이 6을 초과할 수 없음.

 

Possible Questions from Interviewers:

• countAnswers에서 HashSet을 사용하지 않은 이유가 있는지? 입력 크기가 작으니 무시했다면, 입력 크기가 커질 경우 어떻게 개선할 것인지?
• getRank 함수의 switch 분기를 수식 하나로 표현할 수 있는지? (7 - numOfAnswers, Math.max(1, ...) 형태)
• countAnswers를 solution에서 두 번 호출하는 것이 문제가 될 수 있는 상황은 언제인지?
• 함수 분리 기준은 무엇인지? 단일 책임 원칙(SRP)을 의식했는지?
• getRank의 default 케이스(0 또는 1개 일치)가 모두 6등으로 처리되는 것이 문제 명세와 일치하는지 어떻게 확인했는지?

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Example (Key Idea: HashSet)

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
    public int[] solution(int[] lottos, int[] winNums) {
        // win_nums를 HashSet으로 변환 → 조회 O(1)
        Set<Integer> winSet = new HashSet<>();
        for (int num : winNums) {
            winSet.add(num);
        }

        int zeros = 0;
        int matches = 0;

        for (int num : lottos) {
            if (num == 0) {
                zeros++;                  // 0의 개수
            } else if (winSet.contains(num)) {
                matches++;                // 확인된 정답 수 (O(1) 조회)
            }
        }

        // 등수 변환: 인덱스로 바로 매핑 (switch-case 불필요)
        int[] rankTable = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 6};
        //                  6  5  4  3  2  1  0  ← 맞힌 개수 (역순 아님, 아래 설명 참고)

        int highest = rankTable[6 - (matches + zeros)];
        int lowest  = rankTable[6 - matches];

        return new int[] {highest, lowest};
    }
}

 

Strengths: 

• 정답 탐색 시간복잡도가 O(n)으로 줄어듦 -> 큰 데이터셋에서는 훨씬 유리
  • 공간복잡도는 O(1)에서 O(n)으로 늘어남
• 등수 변환이 6줄에서 1줄로 줄어듦

Limitations (or Trade-offs):

• 공간 낭비: HashSet 생성으로 O(n) 추가 공간 사용
• 실효성 없음: 입력이 고정 크기(6)라 이중 루프(36번)와 성능 차이 미미
• 가독성 저하: rankTable[6 - (matches + zeros)] 계산식이 직관적이지 않음
• 예외 취약: 인덱스 범위 초과 시 ArrayIndexOutOfBoundsException 위험 (default 처리 부재)

 

Lessons Learned

 

HashSet 공부해야겠다.
뭐든지 새로운 게 나오면 즉시 공부하는 게 중요하다. 성공의 핵심은 즉시성에 있다.
단일 책임 원칙(SRP)을 고려하여 가독성과 유지보수성을 올리는 접근이 좋다.

 

My Github Repository for Solution Code

GitHub - ginsengcandy/Coding-Test-Practice: This is an auto push repository for Baekjoon Online Judge created with [BaekjoonHub]

 

Problem Source

프로그래머스