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* 핵심 개념

Stack을 사용해 풀 수 있는 문제다.

다양한 방법이 있지만 필자는 입력받은 문자를 Stack에 넣어가며 값을 비교했다.

Stack에 ()와 [] 짝이 안맞다면 강제로 종료하면 되고,

아니면 ()인 경우 2를, []인 경우 3을 스텍에 넣어준다.

만약, Stack에 [,2,3 이 들어있다면 2+3을 하고 현재 문자가 ] 이라면 *3을 하면 된다.

마지막에 Stack을 돌면서 숫자를 전부 더해주면 된다.


예외 처리는 맨 처음부터 ')'나 ']'가 들어왔을때 처리해야 한다.


* 문제

문제

4개의 기호 ‘(’, ‘)’, ‘[’, ‘]’를 이용해서 만들어지는 괄호열 중에서 올바른 괄호열이란 다음과 같이 정의된다.

  1. 한 쌍의 괄호로만 이루어진 ‘()’와 ‘[]’는 올바른 괄호열이다. 
  2. 만일 X가 올바른 괄호열이면 ‘(X)’이나 ‘[X]’도 모두 올바른 괄호열이 된다. 
  3. X와 Y 모두 올바른 괄호열이라면 이들을 결합한 XY도 올바른 괄호열이 된다.

예를 들어 ‘(()[[]])’나 ‘(())[][]’ 는 올바른 괄호열이지만 ‘([)]’ 나 ‘(()()[]’ 은 모두 올바른 괄호열이 아니다. 우리는 어떤 올바른 괄호열 X에 대하여 그 괄호열의 값(괄호값)을 아래와 같이 정의하고 값(X)로 표시한다. 

  1. ‘()’ 인 괄호열의 값은 2이다.
  2. ‘[]’ 인 괄호열의 값은 3이다.
  3. ‘(X)’ 의 괄호값은 2×값(X) 으로 계산된다.
  4. ‘[X]’ 의 괄호값은 3×값(X) 으로 계산된다.
  5. 올바른 괄호열 X와 Y가 결합된 XY의 괄호값은 값(XY)= 값(X)+값(Y) 로 계산된다.

예를 들어 ‘(()[[]])([])’ 의 괄호값을 구해보자.  ‘()[[]]’ 의 괄호값이 2 + 3×3=11 이므로  ‘(()[[ ]])’의 괄호값은 2×11=22 이다. 그리고  ‘([])’의 값은 2×3=6 이므로 전체 괄호열의 값은 22 + 6 = 28 이다.

여러분이 풀어야 할 문제는 주어진 괄호열을 읽고 그 괄호값을 앞에서 정의한대로 계산하여 출력하는 것이다. 

입력

첫째 줄에 괄호열을 나타내는 문자열(스트링)이 주어진다. 단 그 길이는 1 이상, 30 이하이다.

출력

첫째 줄에 그 괄호열의 값을 나타내는 정수를 출력한다. 만일 입력이 올바르지 못한 괄호열이면 반드시 0을 출력해야 한다. 

* 소스 코드

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import java.io.*;
import java.util.*;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String input = br.readLine();
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        int sum = 0;
        String past;
        for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
            char ch = input.charAt(i);
            switch (ch) {
                case '(':
                case '[':
                    stack.push(Character.toString(ch));
                    break;
                case ')':
                    check(stack.size());
                    past = stack.pop();
                    if (past.equals("(")) {
                        stack.push(String.valueOf(2));
                    } else if (past.equals("[")) {  //예외 처리
                        System.out.println("0");
                        System.exit(0);
                    } else {  //stack에 숫자가 잇다면
                        int add = Integer.parseInt(past);
                        //숫자라면
                        while (check(stack.size()) && !stack.peek().equals("(")) {
                            String check = stack.pop();
                            if (!check.equals("["&& !check.equals("(")) {
                                add += Integer.parseInt(check);
                            }
                        }
                        stack.pop();
                        stack.push(String.valueOf(add * 2));
                    }
                    break;
                case ']':
                    check(stack.size());
                    past = stack.pop();
                    if (past.equals("[")) {
                        stack.push(String.valueOf(3));
                    } else if (past.equals("(")) {
                        System.out.println("0");
                        System.exit(0);
                    } else {  //stack에 숫자가 잇다면
                        int add = Integer.parseInt(past);
                        while (check(stack.size()) && !stack.peek().equals("[")) {
                            String check = stack.pop();
                            if (!check.equals("["&& !check.equals("(")) {
                                add += Integer.parseInt(check);
                            }
                        }
                        stack.pop();
                        stack.push(String.valueOf(add * 3));
                    }
                    break;
            }
        }
        while (!stack.isEmpty()) {
            try {
                sum += Integer.parseInt(stack.pop());
            } catch (Exception e) {
                sum = 0;
                break;
            }
        }
        System.out.println(sum);
    }
 
    public static boolean check(int size) {
        if (size != 0return true;
        else {
            System.out.println("0");
            System.exit(0);
            return false;
        }
    }
}
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* 핵심 개념

Stack 자료구조를 할용해 풀 수 있는 문제다. 

1. 처음 Stack에 값을 넣는다. 

2. Stack이 비어있을 때까지 돌면서 자신보다 큰 탑을 찾는다. 

2 -1. 자신보다 큰 값을 찾으면 해당 탑의 idx를 출력 

2-2. 자신보다 큰 값이 없다면 0 출력 

3. Stack에 자신의 값 추가 

2~3 과정을 반복하면 풀 수 있는 문제다.

* 문제 

문제

KOI 통신연구소는 레이저를 이용한 새로운 비밀 통신 시스템 개발을 위한 실험을 하고 있다. 실험을 위하여 일직선 위에 N개의 높이가 서로 다른 탑을 수평 직선의 왼쪽부터 오른쪽 방향으로 차례로 세우고, 각 탑의 꼭대기에 레이저 송신기를 설치하였다. 모든 탑의 레이저 송신기는 레이저 신호를 지표면과 평행하게 수평 직선의 왼쪽 방향으로 발사하고, 탑의 기둥 모두에는 레이저 신호를 수신하는 장치가 설치되어 있다. 하나의 탑에서 발사된 레이저 신호는 가장 먼저 만나는 단 하나의 탑에서만 수신이 가능하다. 

예를 들어 높이가 6, 9, 5, 7, 4인 다섯 개의 탑이 수평 직선에 일렬로 서 있고, 모든 탑에서는 주어진 탑 순서의 반대 방향(왼쪽 방향)으로 동시에 레이저 신호를 발사한다고 하자. 그러면, 높이가 4인 다섯 번째 탑에서 발사한 레이저 신호는 높이가 7인 네 번째 탑이 수신을 하고, 높이가 7인 네 번째 탑의 신호는 높이가 9인 두 번째 탑이, 높이가 5인 세 번째 탑의 신호도 높이가 9인 두 번째 탑이 수신을 한다. 높이가 9인 두 번째 탑과 높이가 6인 첫 번째 탑이 보낸 레이저 신호는 어떤 탑에서도 수신을 하지 못한다.

탑들의 개수 N과 탑들의 높이가 주어질 때, 각각의 탑에서 발사한 레이저 신호를 어느 탑에서 수신하는지를 알아내는 프로그램을 작성하라. 

입력

첫째 줄에 탑의 수를 나타내는 정수 N이 주어진다. N은 1 이상 500,000 이하이다. 둘째 줄에는 N개의 탑들의 높이가 직선상에 놓인 순서대로 하나의 빈칸을 사이에 두고 주어진다. 탑들의 높이는 1 이상 100,000,000 이하의 정수이다.

출력

첫째 줄에 주어진 탑들의 순서대로 각각의 탑들에서 발사한 레이저 신호를 수신한 탑들의 번호를 하나의 빈칸을 사이에 두고 출력한다. 만약 레이저 신호를 수신하는 탑이 존재하지 않으면 0을 출력한다.

* 소스 코드

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import java.io.*;
import java.util.*;
 
public class Main {
    public static StringTokenizer stk;
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        int n = Integer.parseInt(br.readLine());
        Stack<Pair> stack = new Stack<>();
        stk = new StringTokenizer(br.readLine());
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            int val = Integer.parseInt(stk.nextToken());
            if (stack.isEmpty()) {
                stack.push(new Pair(i, val));
                bw.write("0 ");
                continue;
            }
            while (!stack.isEmpty()) {
                if (stack.peek().val >= val) {  //stack.peek에 부딪히면
                    bw.write(stack.peek().idx + " ");
                    break;
                } else {
                    stack.pop();
                }
            }
            if (stack.isEmpty()) bw.write("0 ");
            stack.push(new Pair(i, val));
        }
        bw.flush();
        bw.close();
    }
 
    public static class Pair {
        int idx, val;
 
        public Pair(int idx, int val) {
            this.idx = idx;
            this.val = val;
        }
    }
}
cs


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* JVM(Java Virtual Machine)

JVM 역할은 자바 애플리케이션을 클래스 로더를 통해 읽어 들여 자바 API와 함께 실행하는 것

또한, Java와 OS 간의 중개자 역할을 수행하여 OS에 구애받지 않고 재사용을 가능하게 한다.

메모리관리 및 Garbage Collection 수행하며 Stack 기반의 가상머신이다.


* Java 프로그램 실행 과정


1. 프로그램이 실행되면 JVM은 OS로부터 이 프로그램이 필요로 하는 메모리를 할당받는다.

2. 자바 컴파일러(javac)가 자바 소스코드(.java)를 읽어들여 자바 바이트코드(.class)로 변환시킨다.

3. Class Loader를 통해 class파일들을 JVM으로 로딩한다.

4. 로딩된 class파일들은 Execution engine을 통해 해석된다.

5. 해석된 바이트코드는 Runtime Data Areas 에 배치되어 실질적인 수행이 이루어지게 된다.


* Class Loader(클래스 로더)

클래스 로더는 .class 파일을 읽어 바이트 코드를 메소드 영역(Method Area)에 저장한다.

 Runtime 시에 클래스를 처음으로 참조할 때, 해당 클래스를 로드하고 링크하는 역할을 수행한다.


* Runtime Data Area

프로그램 수행을 위해 os로부터 할당받는 메모리 영역으로 5가지로 볼 수 있다. 

# Method area 

클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화되는 대상을 저장하기 위한 메모리공간이다.

클래스 이름, 부모 클래스 이름, 메소드, 변수 정보 등과 같은 수준의 모든 클래스 정보와 static 변수들을 저장한다. 

# Heap area

모든 객체를 저장하는 가상 메모리 공간이다. new 연산자로 생성된 객체와 배열을 저장한다.

# Stack area

프로그램 실행과정에서 임시로 할당되었다가 메소드를 빠져나가면 바로 소멸되는 특성의 데이터를 저장하기 위한 영역이다.

각종 형태의 변수나 임시 데이터, 스레드, 메소드 정보를 저장한다.

# PC Registers

Thread가 어떤 부분을 명령으로 실행해야할 지에 대한 기록을 하는 부분으로 현재 수행중인 JVM 명령의 주소를 가진다.

# Native Method Stacks

자바 프로그램이 컴파일되어 생성되는 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역이다.


* Execution Engine(실행 엔진)

바이트 코드로 된 .class 파일을 실행한다. 바이트 코드를 한줄씩 읽고 다양한 메모리 영역에 나타난 데이터와 정보를 사용한다.

# Interpreter

실행 엔진은 바이트코드를 한줄씩 읽어서 실행한다. 단점은 여러번 하나의 메소드를 호출할 경우 매번 해석을 요청해야하기 때문에 비효율적이다. 

# JIT(Just-In-Time)

인터프리터 방식의 단점을 보완하기 위해 도입된 JIT 컴파일러이다.

전체 바이트 코드를 컴파일하고 네이티브 코드로 변경하여 더이상 인터프리팅 하지 않고 네이티브 코드로 직접 실행하는 방식이다.

JIT 컴파일러를 사용하는 JVM은 내부적으로 해당 메서드가 자주 수행되는지 체크하고, 일정 정도를 넘을 때 네이티브 코드로 변경한다.

# Garbage Collector

메모리 관리를 위한 방법 중의 하나로, Heap 영역 안의 Garbage를 찾아내서 Heap의 메모리를 회수한다.

참조되고 있지 않은 객체를 Garbage라고 하며, Garbage를 판별하기 위해 Reachability 개념을 사용한다.

한 객체가 다른 객체를 참조하며 다른 객체는 또다른 객체를 참조할 경우에는 유효한 최초의 참조가 무엇인지 파악해야 되는데, 이를 객체 참조의 root set이라고 한다.

  1. 힙 내의 다른 객체에 의한 참조 
  2. Java 스택, 즉 Java 메서드 실행 시에 사용하는 지역 변수와 파라미터들에 의한 참조 
  3. 네이티브 스택, 즉 JNI(Java Native Interface)에 의해 생성된 객체에 대한 참조 
  4. 메서드 영역의 정적 변수에 의한 참조

2, 3, 4번의 참조의 경우 root set이 되어 reachability를 판가름하는 기준이 된다. 

즉 root set으로부터 시작한 객체들은 reachable이며, root set과 무관한 객체들이 unreachable 객체로 GC의 대상이 된다.

## 참고) 메모리 누수 현상

컴퓨터 프로그램이 필요하지 않은 메모리를 계속 점유하고 있는 현상이다.

메모리 동적 할당시 Heap 영역에 할당되는데, 사용자가 해제하지 않는 경우 Heap 영역 메모리 공간을 계속 차지하게 된다.

이는 메모리 부족으로 시스템이 다운될 수도 있는 위험이 있다.

Java에서 Garbage Collector가 없다면 메모리 누수의 위험이 높다.


참조

http://asfirstalways.tistory.com/158

http://mygumi.tistory.com/115?category=648758

https://github.com/DaeHeeKim93/DaeHeeKim-Review/tree/master/Java/GC


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