[프로그래머스] 캐시 - 파이썬(python)

프로그래머스

문제

지도개발팀에서 근무하는 제이지는 지도에서 도시 이름을 검색하면 해당 도시와 관련된 맛집 게시물들을 데이터베이스에서 읽어 보여주는 서비스를 개발하고 있다.

이 프로그램의 테스팅 업무를 담당하고 있는 어피치는 서비스를 오픈하기 전 각 로직에 대한 성능 측정을 수행하였는데, 제이지가 작성한 부분 중 데이터베이스에서 게시물을 가져오는 부분의 실행시간이 너무 오래 걸린다는 것을 알게 되었다.

어피치는 제이지에게 해당 로직을 개선하라고 닦달하기 시작하였고, 제이지는 DB 캐시를 적용하여 성능 개선을 시도하고 있지만 캐시 크기를 얼마로 해야 효율적인지 몰라 난감한 상황이다.

어피치에게 시달리는 제이지를 도와, DB 캐시를 적용할 때 캐시 크기에 따른 실행시간 측정 프로그램을 작성하시오.

입력 형식

• 캐시 크기(cacheSize)와 도시이름 배열(cities)을 입력받는다.
• cacheSize는 정수이며, 범위는 0 ≦ cacheSize ≦ 30 이다.
• cities는 도시 이름으로 이뤄진 문자열 배열로, 최대 도시 수는 100,000개이다.
• 각 도시 이름은 공백, 숫자, 특수문자 등이 없는 영문자로 구성되며, 대소문자 구분을 하지 않는다. 도시 이름은 최대 20자로 이루어져 있다.

출력 형식

• 입력된 도시이름 배열을 순서대로 처리할 때, "총 실행시간"을 출력한다.

조건

• 캐시 교체 알고리즘은 LRU(Least Recently Used)를 사용한다.
• cache hit일 경우 실행시간은 1이다.
• cache miss일 경우 실행시간은 5이다.

풀이 설계

• 대소문자를 구분하지 않으므로 cities를 모두 소문자로 바꾼다.
• cacheSize가 0인 경우와 아닌 경우를 나눠서 계산한다.
• 0인 경우는 5*cities의 길이
• 아닌 경우는 deque를 사용하여 먼저 cachrSize만큼 원소를 넣고 그 이후부터 for문을 활용하여 q안에 도시가 있는지 확인하고 있다면 remove하고 맨뒤로 append한다. (cache hit이므로 +1)
• q안에 해당 도시가 없다면 가장 앞의 도시를 pop하고 맨뒤에 넣는다. (cache miss이므로 +5)

1차 시도 (실패)

from collections import deque

def solution(cacheSize, cities):
    answer = 0
    cities = [city.lower() for city in cities]
    if cacheSize == 0:
        return 5 * len(cities)
    else:
        q = deque(cities[:cacheSize])
        answer += (5 * cacheSize)
        for i in range(cacheSize, len(cities)):
            if cities[i] in q:
                q.remove(cities[i])
                q.append(cities[i])
                answer += 1
            else:
                q.popleft()
                q.append(cities[i])
                answer += 5

        return answer

2차 시도 (성공)

• 1차 시도에서 q를 구성할때 중복이 있는지 여부를 체크하지 않아서 실패했다.
• 그래서 q의 길이가 정해진 cacheSize와 같다면 각각 remove하거나 popleft 하는 방식을 사용했다.

from collections import deque

def solution(cacheSize, cities):
    answer = 0
    cities = [city.lower() for city in cities]
    if cacheSize == 0:
        return 5 * len(cities)
    else:
        q = deque()
        for i in range(len(cities)):
            if cities[i] in q:
                if len(q) == cacheSize:
                    q.remove(cities[i])
                q.append(cities[i])
                answer += 1
            else:
                if len(q) == cacheSize:
                    q.popleft()
                q.append(cities[i])
                answer += 5

        return answer

다른 풀이

• deque의 maxlen을 사용한 풀이이다.
• maxlen을 설정하여 deque가 그만큼의 길이만 가질 수 있도록 했다.

def solution(cacheSize, cities):
    import collections
    cache = collections.deque(maxlen=cacheSize)
    time = 0
    for i in cities:
        s = i.lower()
        if s in cache:
            cache.remove(s)
            cache.append(s)
            time += 1
        else:
            cache.append(s)
            time += 5
    return time

왼쪽부터 1차 시도, 2차 시도, 다른 풀이

후기

• 처음에 cache hit와 cache miss가 의미하는게 뭔지부터 이해하는데 시간이 걸렸다.
• 그나마 LRU는 정보처리기사에서 봤던 기억이 있어서 이해할 수 있었다.