[백준 12891] 슬라이딩 윈도우 알고리즘 - 파이썬 (Python)

DNA 비밀번호

문제

평소에 문자열을 가지고 노는 것을 좋아하는 민호는 DNA 문자열을 알게 되었다. DNA 문자열은 모든 문자열에 등장하는 문자가 {‘A’, ‘C’, ‘G’, ‘T’} 인 문자열을 말한다. 예를 들어 “ACKA”는 DNA 문자열이 아니지만 “ACCA”는 DNA 문자열이다. 이런 신비한 문자열에 완전히 매료된 민호는 임의의 DNA 문자열을 만들고 만들어진 DNA 문자열의 부분문자열을 비밀번호로 사용하기로 마음먹었다.

하지만 민호는 이러한 방법에는 큰 문제가 있다는 것을 발견했다. 임의의 DNA 문자열의 부분문자열을 뽑았을 때 “AAAA”와 같이 보안에 취약한 비밀번호가 만들어 질 수 있기 때문이다. 그래서 민호는 부분문자열에서 등장하는 문자의 개수가 특정 개수 이상이여야 비밀번호로 사용할 수 있다는 규칙을 만들었다.

임의의 DNA문자열이 “AAACCTGCCAA” 이고 민호가 뽑을 부분문자열의 길이를 4라고 하자. 그리고 부분문자열에 ‘A’ 는 1개 이상, ‘C’는 1개 이상, ‘G’는 1개 이상, ‘T’는 0개 이상이 등장해야 비밀번호로 사용할 수 있다고 하자. 이때 “ACCT” 는 ‘G’ 가 1 개 이상 등장해야 한다는 조건을 만족하지 못해 비밀번호로 사용하지 못한다. 하지만 “GCCA” 은 모든 조건을 만족하기 때문에 비밀번호로 사용할 수 있다.

민호가 만든 임의의 DNA 문자열과 비밀번호로 사용할 부분분자열의 길이, 그리고 {‘A’, ‘C’, ‘G’, ‘T’} 가 각각 몇번 이상 등장해야 비밀번호로 사용할 수 있는지 순서대로 주어졌을 때 민호가 만들 수 있는 비밀번호의 종류의 수를 구하는 프로그램을 작성하자. 단 부분문자열이 등장하는 위치가 다르다면 부분문자열이 같다고 하더라도 다른 문자열로 취급한다.

입력

첫 번째 줄에 민호가 임의로 만든 DNA 문자열 길이 |S|와 비밀번호로 사용할 부분문자열의 길이 |P| 가 주어진다. (1 ≤ |P| ≤ |S| ≤ 1,000,000)

두번 째 줄에는 민호가 임의로 만든 DNA 문자열이 주어진다.

세번 째 줄에는 부분문자열에 포함되어야 할 {‘A’, ‘C’, ‘G’, ‘T’} 의 최소 개수가 공백을 구분으로 주어진다. 각각의 수는 |S| 보다 작거나 같은 음이 아닌 정수이며 총 합은 |S| 보다 작거나 같음이 보장된다.

출력

첫 번째 줄에 민호가 만들 수 있는 비밀번호의 종류의 수를 출력해라.

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예제 입력 1

9 8
CCTGGATTG
2 0 1 1

예제 출력 1

0

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예제 입력 2

4 2
GATA
1 0 0 1

예제 출력 2

2

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슬라이딩 윈도우 기법

투포인터 기법과 아주 유사한데요, 지정된 길이가 있다면, 그 길이를 유지하면서 한칸씩 옆으로 이동하는 기법입니다.그리고 앞뒤에 변경 사항만 적용시켜주는 것 입니다.

 

만약에 길이가 4라고 하고, 합을 구하는 문제라고 가정해봅시다.

 

sum = 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

sum = 10 - 1 + 5  = 14

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

sum = 14 -2 + 6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

전부 탐색하는 것 보다 훨씬 더 적은 시간에 탐색할수 있다는걸 확인할 수 있습니다.

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파이썬 코드

옆으로 이동하면서 알파벳을 빼주고 더하면서 조건에 부합하는지 체크하면서 옆으로 움직이도록 하는 것입니다.

#slide Window
import sys
input = sys.stdin.readline
length , passLength = map(int , input().split())
dna = input()
#ACGT
Goal = list(map(int , input().split()))
contain = [0,0,0,0]
start_index , end_index = 0 , passLength-1
cnt = 0


def add(ch):
    if ch == 'A':
        contain[0]+=1
    elif ch=='C':
        contain[1]+=1
    elif ch=='G':
        contain[2]+=1
    elif ch=='T':
        contain[3]+=1

def remove(ch):
    if ch == 'A':
        contain[0]-=1
    elif ch=='C':
        contain[1]-=1
    elif ch=='G':
        contain[2]-=1
    elif ch=='T':
        contain[3]-=1

#초기 설정하기
for i in range(passLength):
    add(dna[i])
if contain[0]>=Goal[0]:
        if contain[1]>=Goal[1]:
            if contain[2]>=Goal[2]:
                if contain[3]>=Goal[3]:
                    cnt+=1

#탐색 시작
while end_index<length-1:
    remove(dna[start_index])
    start_index+=1
    end_index+=1
    add(dna[end_index])
    if contain[0]>=Goal[0]:
        if contain[1]>=Goal[1]:
            if contain[2]>=Goal[2]:
                if contain[3]>=Goal[3]:
                    cnt+=1
    
print(cnt)