Valid Palindrome | 알고달레

LeetCode의 125번째 문제인 Valid Palindrome 문제를 함께 풀어보도록 하겠습니다.

문제

대문자를 모두 소문자로 변환하고 알파벳과 숫자를 제외한 모든 문자를 제거한 후, 앞으로 읽어도 뒤로 읽어도 같은 문자열을 회문(Palindrome)이라고 합니다.

주어진 문자열 s가 회문인 경우 참을 반환하고, 그렇지 않은 경우 거짓을 반환하시오.

예제

입력: s = "A man, a plan, a canal: Panama"
출력: true

입력: s = "race a car"
출력: false

입력: s = " "
출력: true

풀이 1

문제에서 회문의 정의를 보면 앞으로 읽어도 뒤로 읽어도 같은 문자열이라고 하는데요. 그렇다면 문자열을 거꾸로 뒤집었을 때 원래 문자열과 동일하겠죠?

예를 들어, 대표적인 회문인 level은 거꾸로 뒤짚어도 level이 됩니다.

level
01234

level
43210

따라서 이 문제는 주어진 문자열을 단순히 뒤집은 다음에 원래 문자열과 비교하면 쉽게 해결할 수 있습니다. 그 두 문자열이 동일하다면 회문이고, 동일하지 않다면 회문이 아닐테니까요.

단 한 가지 주의해야 할 부분은 입력 문자열에서 알파벳과 숫자만 고려해야하고 소문자로 변환한 후 비교를 해야하는 점인데요. 파이썬에서는 문자열이 lower()이나 isalnum()가 같은 메서드를 기본으로 제공되기 때문에 문자열을 비교하기 전에 어렵지 않게 입력 문자열을 원하는 형태로 손질할 수 있습니다. 저는 파이썬의 표현식(comprehension)을 사용하여 문자열을 리스트로 변환한 후에 굳이 다시 문자열로 재변환하지 않고 바로 리스트 간에 비교를 하였습니다.

class Solution:
    def isPalindrome(self, s: str) -> bool:
        cleaned = [ch for ch in s.lower() if ch.isalnum()]
        return cleaned == cleaned[::-1]

자바스크립트로 구현한다면 그냥 문자열로 다루는 편이 더 쉬울 것 같습니다.

function isPalindrome(s: string): boolean {
  const cleaned = s.toLowerCase().replace(/[^a-z0-9]/g, "");
  const reversed = cleaned.split("").reverse().join("");
  return cleaned === reversed;
}

n을 입력 문자열의 길이라고 했을 때, 이 풀이의 시간 복잡도는 O(n)인데요. 맨 처음에 입력 문자열을 손질하면서 루프를 한 번 돌고, 거꾸로 뒤집는데도 루프를 돌 것이며, 마지막 비교 작업에도 결국 루프를 돌면서 문자를 하나씩 비교해야 할테니까요.

공간 복잡도도 역시 O(n)이 될 텐데요. 거꾸로 뒤집어진 리스트 또는 문자열을 저장하는데 들어가는 추가 메모리 사용량이 입력 문자열의 길이와 비례해서 커지기 때문입니다.

풀이 2

두 개의 포인터를 이용하면 추가 메모리를 사용하지 않고도 회문 여부를 알아낼 수 있는데요.

기본 아이디어는 첫 포인터(low)는 앞에서부터 뒤로 움직이면서 뒤 포인터(high)는 뒤에서부터 앞으로 움직이면서, 두 포인터가 가리키는 문자가 다르면 회문이 아니라고 바로 판단하는 것입니다. 그리고 이 두 포인터가 중간에서 만날 때까지 이러한 경우가 한 번도 없었다면 회문일 것입니다.

첫 번째 풀이와 마찬가지로 구현하실 때, 알파벳과 숫자가 아니라면 건너띄어 하고, 문자를 반드시 소문자로 비교해야합니다.

그럼 이 알고리즘을 파이썬으로 구현해보겠습니다.

class Solution:
    def isPalindrome(self, s: str) -> bool:
        low, high = 0, len(s) - 1
        while low < high:
            while low < high and not s[low].isalnum():
                low += 1
            while low < high and not s[high].isalnum():
                high -= 1
            if s[low].lower() != s[high].lower():
                return False
            low, high = low + 1, high - 1
        return True

동일한 알고리즘을 자바스크립트로도 짜보았습니다..

function isPalindrome(s: string): boolean {
    let low = 0, high = s.length - 1;

    while (low < high) {
      while (low < high && !s[low].match(/[a-zA-Z0-9]/))
        low++;
      while (low < high && !s[high].match(/[a-zA-Z0-9]/))
        high--;
      if (s[low].toLowerCase() !== s[high].toLowerCase())
        return false;
      low++;
      high--;
    }
    return true;
};

이 풀이를 통해서 우리는 시간 복잡도는 O(n)으로 유지하면서도, 공간 복잡도를 O(1)로 향상시키게 되었습니다. 🤗

마치면서

LeetCode에서 회문과 관련된 다른 유명한 문제로 Longest Palindromic Substring이 있습니다. 이 문제보다는 어려운 문제이므로 이 문제가 너무 쉬우셨다면 함께 풀어보시면 도움이 될 것 같습니다.