해당 글은 Stream 에 대해 알고 있다는 가정하에 작성되었습니다.

학습 동기

프로그래머스에서 위장 이라는 문제를 풀다가 모든 경우의 수를 찾아보는데 조합으로 풀면 간단하겠다고 생각이 들었고, 조합을 풀면서 재귀나 반복으로 풀기보다 Java Stream 에서 제공하는 기능으로 문제를 풀어보면 좋겠다고 생각되었습니다. 해당 글은 Stream 에 대해 알고 있다는 가정하에 작성되었습니다.

Reduce() 란?

반복된 패턴을 추상화 할 수 있는 강력한 기능입니다. 스트림의 특성상 for 문처럼 원소들이 하나씩 아래로 들어오게 되는데요.  reduce()는 스트림의 원소들을 하나씩 소모해가며, 누적 계산을 수행하고 결과값을 리턴하는 메서드 입니다.

reduce()는 파라미터를 3개 받을 수 있어요.

  • T identity: 계산에 적용할 초깃값으로, 스트림이 비어 있더라도 초깃값을 반환

    만약에 값을 누적하면서 곱하고 싶다면 기본 값이 1이어야 하겠죠?

  • BinaryOperator<T> accumulator: 적용할 계산 함수

    더하거나, 곱하거나, 빼거나 이런 연산을 수행해요.

  • BinaryOperator<U> combiner: 병렬 스트림에서 각 쓰레드 계산 결과를 합치는 함수

    accumulator 를 통해 나온 값을 누적해요.

문제 상황

스파이가 위장을 하기 위해서 모자(비니, 나이키 엘로우 캡), 아우터(가죽자켓, 후드티), 양말(빨간색, 파란색, 노란색) 이 있다고 할 때, 하루에 각 종류별로 1개 이상 착용해야하고, 동일한 종류의 의류를 착용할 수 없다는 제약 조건이 있었어요. 그래서 모든 경우의 수를 찾아야 했어요.

  • 만약에 옷의 종류가 1개라고 해본다면 총 a가지의 경우가 있겠죠?

  • 종류가 2개가 되고 각각의 옷의 개수는 a, b개입니다

    그럼 경우의 수는 a, b, ab가 되므로 조합의 개수는 (a+b) + (ab)가지입니다.

  • 3개가 된다면? (a+b+c) + (ab+bc+ca) + (abc)가지입니다.

이런 문제 풀이는 다항식을 적용해볼 수 있어요.

(x+a)(x+b)(x+c) = x3 + (a+b+c)x2 + (ab+bc+ca)x + (abc)라는 식을 도출할 수 있습니다.

해당 식의 계수의 합을 구하려면 x=1을 대입해주면 됩니다. 그 후 맨 앞 x3 의 계수는 정답에 포함되지 않으므로 마지막에 1을 빼주면 됩니다. .x=1을 대입한 식은 (1+a)(1+b)(1+c)가 되고 그 값에 1을 빼면 모든 경우의 수가 나오게 됩니다!

사용한 reduce 2개 파라미터 메서드

T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator)

결과의 초깃값을 identity로 설정한 후, 스트림의 모든 element를 차례로 돌면서 accumulator를 적용하며 result를 갱신합니다. .스트림이 비어 있어도 초깃값인 identity를 반환합니다.

T result = identity;
for (T element : this stream)
    result = accumulator.apply(result, element)
return result;

사용 예시는 아래와 같다.

int result = IntStream.of(3, 4, 5)
    .reduce(1, (a,b) -> a*b);	// 결과값은 60 이다.

HashMap 과 조합을 사용할 때는?

주어진 데이터가 String, 문자열 배열 이더라도, key 값에는 고유 값을 두고, value 에 배열의 개수를 두면 조합을 통해서 값을 계산하기 한결 수월해집니다!

public static int solution(String[][] clothes) { // 문자열 배열로 주어진 데이터
		.
		Map<String, Integer> total = new HashMap<>();
		for (int i = 0; i < clothes.length; i++) {
			total.put(clothes[i][1], total.getOrDefault(clothes[i][1], 1) + 1);
		}

		final Collection<Integer> values = total.values();
		int answer = values.stream().reduce(1, (a, b) -> a*b) - 1;
		return answer;
	}