[CS50X] 2024 Week3 Algorithms Problem Set 3 (Sort, Plurality, Tideman)

 

Sort

문제 링크

https://cs50.harvard.edu/x/2024/psets/3/sort/

Sort - CS50x 2024

 

sort1 uses: Bubble sort

How do you know?: 랜덤과 거꾸로된 경우 시간이 가장 오래 걸리지만 정렬된 경우에서 가장 빠른 속도를 보인다.

sort2 uses: Merge sort

How do you know?: 3가지 경우에서 모두 빠른 속도를 보인다.

sort3 uses: Selection sort

How do you know?: 3가지 경우에서 모두 느린 속도를 보인다.

 

 

후기

처음에 sorted.txt 도 주어지는걸 늦게 확인해서 헤맸다. 주어진 환경과 문제 더 잘 읽어볼것.

이 문제를 풀면서 여러 sort 기법들의 visualization을 봤는데 

reversed 된 경우 selection sort 가 상당히 빠르게 끝났다.

일반적으로는 selection sort 에 정렬되면 끝나는 로직이 있는 것 같다.

 

 

 

 

 

Plurality

문제 링크

https://cs50.harvard.edu/x/2024/psets/3/plurality/

Plurality - CS50x 2024

 

 

실제 코드 (의사코드는 문제에 의사코드가 이미 나와있어 생략)

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Max number of candidates
#define MAX 9

// Candidates have name and vote count
typedef struct
{
    string name;
    int votes;
} candidate;

// Array of candidates
candidate candidates[MAX];

// Number of candidates
int candidate_count;

// Function prototypes
bool vote(string name);
void print_winner(void);

int main(int argc, string argv[])
{
    // Check for invalid usage
    if (argc < 2)
    {
        printf("Usage: plurality [candidate ...]\n");
        return 1;
    }

    // Populate array of candidates
    candidate_count = argc - 1;
    if (candidate_count > MAX)
    {
        printf("Maximum number of candidates is %i\n", MAX);
        return 2;
    }
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        candidates[i].name = argv[i + 1];
        candidates[i].votes = 0;
    }

    int voter_count = get_int("Number of voters: ");
    // Loop over all voters
    for (int i = 0; i < voter_count; i++)
    {
        string name = get_string("Vote: ");

        // Check for invalid vote
        if (!vote(name))
        {
            printf("Invalid vote.\n");
        }
    }
    // Display winner of election
    print_winner();
}

// Update vote totals given a new vote
bool vote(string name)
{
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        if (strcmp(candidates[i].name, name) == 0)
        {
            candidates[i].votes = candidates[i].votes + 1;
            return true;
        }
    }
    return false;
}

// Print the winner (or winners) of the election
void print_winner(void)
{
    // TODO
    int largest = 0;
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        if (candidates[i].votes > largest)
        {
            largest = candidates[i].votes;
        }
    }
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        if (largest == candidates[i].votes)
        {
            printf("%s\n", candidates[i].name);
        }
    }
    return;
}

 

후기

함수 구분과 의사코드를 깔끔히 줘서 작성하기 편했다.

앞으로 이런식으로 의사코드와 큼직한 함수 구분/설계를 미리 생각해봐야겠다.

 

 

 

 

 

Tideman

문제 링크

https://cs50.harvard.edu/x/2024/psets/3/tideman/

Tideman - CS50x 2024

 

 

실제 코드

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Max number of candidates
#define MAX 9

// preferences[i][j] is number of voters who prefer i over j
int preferences[MAX][MAX];

// locked[i][j] means i is locked in over j
bool locked[MAX][MAX];

// Each pair has a winner, loser
typedef struct
{
    int winner;
    int loser;
} pair;

// Array of candidates
string candidates[MAX];
pair pairs[MAX * (MAX - 1) / 2];

int pair_count;
int candidate_count;

// Function prototypes
bool vote(int rank, string name, int ranks[]);
void record_preferences(int ranks[]);
void add_pairs(void);
void sort_pairs(void);
void lock_pairs(void);
void print_winner(void);

int main(int argc, string argv[])
{
    // Check for invalid usage
    if (argc < 2)
    {
        printf("Usage: tideman [candidate ...]\n");
        return 1;
    }

    // Populate array of candidates
    candidate_count = argc - 1;
    if (candidate_count > MAX)
    {
        printf("Maximum number of candidates is %i\n", MAX);
        return 2;
    }
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        candidates[i] = argv[i + 1];
    }

    // Clear graph of locked in pairs
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        for (int j = 0; j < candidate_count; j++)
        {
            locked[i][j] = false;
        }
    }

    pair_count = 0;
    int voter_count = get_int("Number of voters: ");

    // Query for votes
    for (int i = 0; i < voter_count; i++)
    {
        // ranks[i] is voter's ith preference
        int ranks[candidate_count];

        // Query for each rank
        for (int j = 0; j < candidate_count; j++)
        {
            string name = get_string("Rank %i: ", j + 1);
            if (!vote(j, name, ranks))
            {
                printf("Invalid vote.\n");
                return 3;
            }
        }

        record_preferences(ranks);

        printf("\n");
    }

    add_pairs();
    sort_pairs();
    lock_pairs();
    print_winner();
    return 0;
}

// Update ranks given a new vote
bool vote(int rank, string name, int ranks[])
{
    // TODO
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        if (strcmp(candidates[i], name) == 0)
        {
            ranks[rank] = i;
            return true;
        }
    }

    return false;
}

// Update preferences given one voter's ranks
void record_preferences(int ranks[])
{
    // TODO
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        for (int j = 0; j < candidate_count; j++)
        {
            if (i < j)
            {
                preferences[ranks[i]][ranks[j]] += 1;
            }
        }
    }
    return;
}

// Record pairs of candidates where one is preferred over the other
void add_pairs(void)
{
    // TODO
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        for (int j = 0; j < candidate_count; j++)
        {
            if (preferences[i][j] > preferences[j][i])
            {
                pairs[pair_count].winner = i;
                pairs[pair_count].loser = j;
                pair_count++;
            }
        }
    }
}

// Sort pairs in decreasing order by strength of victory
void sort_pairs(void)
{
    // TODO
    pair sorted_pairs[pair_count];
    int sorted_count = 0;
    while (sorted_count < pair_count)
    {
        int largest = 0;
        for (int j = 0; j < pair_count; j++)
        {
            if (preferences[pairs[j].winner][pairs[j].loser] > largest)
            {
                largest = preferences[pairs[j].winner][pairs[j].loser];
            }
        }

        for (int j = 0; j < pair_count; j++)
        {
             if (preferences[pairs[j].winner][pairs[j].loser] == largest)
             {
                sorted_pairs[sorted_count].winner =  pairs[j].winner;
                sorted_pairs[sorted_count].loser =  pairs[j].loser;
                preferences[pairs[j].winner][pairs[j].loser] = 0;
                sorted_count += 1;
             }
        }
    }

    for (int i = 0; i < pair_count; i++)
    {
        pairs[i].winner = sorted_pairs[i].winner;
        pairs[i].loser = sorted_pairs[i].loser;
    }
    return;
}

bool check_circle(int winner, int loser)
{
    if (loser == winner)
    {
        return true;
    }
    for (int i = 0; i < candidate_count; i++)
    {
        if (locked[loser][i])
        {
            if (check_circle(winner, i))
            {
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

void lock_pairs(void)
{
    // TODO
     for (int i = 0; i < pair_count; i++)
    {
        if (!check_circle(pairs[i].winner, pairs[i].loser))
        {
            locked[pairs[i].winner][pairs[i].loser] = true;
        }
    }
    return;
}

// Print the winner of the election
void print_winner(void)
{
    // TODO
    for (int i = 0; i < pair_count; i++)
    {
        int havetrue = 1;
        for (int j = 0; j <pair_count; j++)
        {
            if(locked[j][i] == true)
            {
                havetrue = 0;
            }
        }
        if (havetrue == 1)
        {
            printf("%s\n", candidates[i]);
            return;
        }
    }
    return;
}

 

 

후기

예상대로 상당히 어려웠던 문제였다. 

푸는데 하루가 꼬박 다 걸렸는데 문제를 이해하는 것에만 1시간 이상 쓴 것 같다.

어려운 문제일 수록 작게 쪼개서 생각하는 것이 중요하다.

잘 안됐던 부분을 생각해보면 정렬을 할때 어떤 방식으로 할 지 고민했던 것 같다.

정렬 후에는 순환 상태인지를 재귀로 짜는 것이 힘들었다. 

아무래도 재귀 개념 자체가 익숙하지 않아서 그런듯 하다. 재귀로 구현하는 문제를 많이 풀어봐야겠다.