[프로그래머스] [1차] 캐시/파이썬

[1차] 캐시

문제 설명

캐시

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 실행시간을 출력한다.

조건

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

입출력 예제

캐시크기(cacheSize) 도시이름(cities) 실행시간
3 [Jeju, Pangyo, Seoul, NewYork, LA, Jeju, Pangyo, Seoul, NewYork, LA] 50
3 [Jeju, Pangyo, Seoul, Jeju, Pangyo, Seoul, Jeju, Pangyo, Seoul] 21
2 [Jeju, Pangyo, Seoul, NewYork, LA, SanFrancisco, Seoul, Rome, Paris, Jeju, NewYork, Rome] 60
5 [Jeju, Pangyo, Seoul, NewYork, LA, SanFrancisco, Seoul, Rome, Paris, Jeju, NewYork, Rome] 52
2 [Jeju, Pangyo, NewYork, newyork] 16
0 [Jeju, Pangyo, Seoul, NewYork, LA] 25

풀이

  • LRU가 무엇인지 알면 쉽게푸는 문제
  • LRU : 가장 오랫동안 참조되지 않은 페이지를 교체
    • LFU : 가장 적은 횟수를 참조하는 페이지를 교체
    • FIFO : 가장 먼저 참조되었던 페이지를 교체 (LRU와 다른점은 FIFO의 경우 순서가 바뀌지 않는다는 점)
    • LRU 예시) 캐시크기: 2, 도시이름: [Jeju, Pangyo, NewYork, newyork]
      1. Jeju가 들어온 경우, 참조리스트에 아무것도 없으므로 +5를 하고 buffer에 Jeju 삽입
        • buffer = ['Jeju'] , answer = 5
      2. Pangyo가 들어온 경우, 참조리스트에 Jeju가 있으나 Pangyo가 아니므로 +5를 하고 Pangyo를 삽입
        • buffer = ['Jeju', 'Pangyo'], answer = 10
      3. NewYork가 들어온 경우, 참조리스트에 NewYork가 없으므로 +5를 하고 참조리스트가 캐시크기 2보다 크므로 가장 오래전에 참조된 Jeju를 삭제하고 NewYork를 삽입
        • buffer = ['Pangyo', 'NewYork'], answer = 15
      4. newyork가 들어온 경우, 참조리스트에 NewYork가 있으므로 +1를 하고 기존의 NewYork의 우선순위를 가장 높은 순서로 변경(리스트의 맨 마지막, 위의 경우는 이미 가장 높은 참조순위이므로 순서의 변경이 없음)
        • buffer = ['Pangyo', 'NewYork'], answer = 16
# deque 패키지 : queue에서 left 삽입, 삭제의 메모리 효율을 위해 만든 패키지 
from collections import deque 
def solution(cacheSize, cities):
    answer = 0
    buffer = deque()

    # cacheSize가 0인 경우에는 참조하는 값이 없으므로 전부 5를 곱함 
    if cacheSize == 0: 
        return len(cities) * 5
    # 그렇지 않은경우에는, 모든 city에 대해서 확인 
    # 1. city가 buffer에 있으면 +1, 그렇지 않으면 +5 
    # 2. city가 buffer에 있으면 삭제하고 가장 먼저 참조된 값으로 변경 `buffer.remove(i) -> buffer.append(i)` 
        # city가 buffer에 없으면, buffer의 크기와 cacheSize의 크기를 비교 
        # cacheSize 보다 크기가 크면 가장 오래전 참조된 값을 삭제 `buffer.popleft()`
        # cacheSize 보다 작으면, 단순 삽입 `buffer.append(i)`
    else: 
        for i in cities: 
            # 대소문자는 구분하지 않으므로 lower으로 변경 
            i = i.lower()
            if i in buffer: answer += 1
            else: answer += 5 

            if i in buffer: 
                buffer.remove(i)
            else:
                if len(buffer) >= cacheSize: 
                    buffer.popleft()

            buffer.append(i)
    return answer

출처: 프로그래머스 코딩 테스트 연습,https://programmers.co.kr/learn/challenges

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