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.

예제 입/출력 1

9 8
CCTGGATTG
2 0 1 1

0

예제 입/출력 2

4 2
GATA
1 0 0 1

2

추가예제 입/출력 3

9 4
CCTGGATTG
0 0 1 3

0

추가예제 입/출력 4

8 3
AAGTCCGA
2 0 1 0

1

추가 예제 입/출력 5

10 2
AAAAAAAAAA
0 0 0 0

9

추가 예제 입/출력 6

15 4
CGTACGTTAGGACGT
1 1 1 1

5

알고리즘 분류

• 문자열
• 슬라이딩 윈도우

통과된 코드

슬라이딩 윈도우를 이용하여 해결

O(n) 시간동안 해결하는 문제

#include <iostream>
using namespace std;

// DNA 문자열 길이 S, 부분 문자열 길이 P, 결과값 Res
int S, P, Res = 0;

// 입력받을 DNA 문자열과 ACGT 타겟 배열 및 현재 ACGT 배열
string DNAstring;
int TargetACGT[4] = { 0 }; 
int CurrentACGT[4] = { 0 };

// DNA 문자에 대응되는 인덱스를 반환하는 함수
int DNAConverter(char _dna){
    switch (_dna) {
        case 'A':
            return 0;
        case 'C':
            return 1;
        case 'G':
            return 2;
        case 'T':
            return 3;
        default:
            return -100; // 예외 상황을 위한 반환값
    }
}

int main() {
    ios_base::sync_with_stdio(0); // C++의 표준 스트림 동기화를 비활성화하여 입출력 성능 향상
    cin.tie(0); // 입출력의 묶음을 풀어줌
    cout.tie(0); // 출력 속도를 높임

    cin >> S >> P >> DNAstring >> TargetACGT[0] >> TargetACGT[1] >> TargetACGT[2] >> TargetACGT[3]; // 입력 받기
    int len = DNAstring.length(); // DNA 문자열 길이 저장
    int _start = 0; // 슬라이딩 윈도우 시작 위치

    // 초기 윈도우 설정: 첫 P개의 문자를 카운팅
    for (int i = 0; i < P; i++)
        CurrentACGT[DNAConverter(DNAstring[i])]++;

    bool isTrue;
    while (_start + P - 1 < len) {
        isTrue = true;
        // 현재 윈도우의 ACGT 개수가 목표값을 만족하는지 확인
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            if (CurrentACGT[i] < TargetACGT[i]) {
                isTrue = false;
                break;
            }
        }
        if (isTrue)
            Res++; // 목표값을 만족하면 결과값 증가

        // 윈도우를 오른쪽으로 한 칸 이동: 첫 번째 문자 제거, 다음 문자 추가
        CurrentACGT[DNAConverter(DNAstring[_start])]--;
        _start++; // 윈도우 시작 위치 증가
        CurrentACGT[DNAConverter(DNAstring[_start + P - 1])]++; // 새로운 문자의 카운트 증가
    }

    cout << Res; // 결과 출력
    return 0;
}

슬라이딩 윈도우의 범위를 잘못 지정하여 삽질