[백준] 12891번 DNA 비밀번호 해설 및 풀이 (Python)

백준 12891번 DNA 비밀번호

https://www.acmicpc.net/problem/12891

 

---

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.

 

---

 

문제 유형

 

문자열

슬라이딩 윈도우

 

풀이 방법 도출

 

이 문제는 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 기법을 활용한 부분 문자열 개수를 세는 문제입니다.

 

1. 크기 m의 윈도우를 만들어 문자열을 한 칸씩 이동하며 부분문자열을 확인합니다.
2. 첫 m개의 문자에 대해 각 문자의 개수를 카운트하여 초기 상태를 만듭니다
3. 이후 한 칸씩 이동하면서 윈도우의 맨 앞 문자를 제거하고 새 문자를 추가합니다.
4. {‘A’, ‘C’, ‘G’, ‘T’} 각 문자의 개수가 주어진 조건을 만족하는지 확인합니다. 조건이 만족하면 valid_passwords 값을 증가시킵니다.

시간 복잡도

• 한 번의 윈도우 이동 시 O(1) 연산
• n-m+1번 반복 → O(n)
• 따라서 최종 시간 복잡도는 O(N)입니다.

 

---

 

문제 코드 

import sys
from collections import defaultdict


input = sys.stdin.readline


# 입력 받기
n, m = map(int, input().split())  # DNA 문자열 길이 n, 부분문자열 길이 m
dna = input().strip()  # DNA 문자열
a, c, g, t = map(int, input().split())  # A, C, G, T의 최소 개수


# 각 문자의 개수를 저장하는 딕셔너리
current_count = defaultdict(int)


# 첫 m개의 문자 개수 카운팅
for i in range(m):
    current_count[dna[i]] += 1


# 비밀번호로 사용할 수 있는 경우의 수
valid_passwords = 0


# 첫 윈도우가 조건을 만족하는지 확인
if (current_count['A'] >= a and 
    current_count['C'] >= c and 
    current_count['G'] >= g and 
    current_count['T'] >= t):
    valid_passwords += 1


for i in range(m, n):
    # 빠지는 문자
    outgoing_char = dna[i - m]
    current_count[outgoing_char] -= 1
    
    # 새롭게 추가되는 문자
    incoming_char = dna[i]
    current_count[incoming_char] += 1
    
    # 조건을 만족하는지 확인
    if (current_count['A'] >= a and 
        current_count['C'] >= c and 
        current_count['G'] >= g and 
        current_count['T'] >= t):
        valid_passwords += 1


# 결과 출력
print(valid_passwords)