얼룩말 퍼즐은 집 다섯 채가 나오는 유명한 논리 퍼즐이에요. 집은 각각 다른 색으로 칠해져 있고, 사는 주민도 서로 달라요. 주민들은 국적도 다르고, 키우는 반려동물도 다르고, 마시는 음료도 다르고, 즐기는 취미도 달라요.
퍼즐을 풀 수 있도록, 정답을 설명하는 15개의 명제가 주어져요. 하지만 모든 명제의 정보를 조합해야만 퍼즐의 정답을 찾을 수 있어요.
얼룩말 퍼즐은 제약 충족 문제(CSP)예요. 이런 문제에는 가능한 값의 집합과, 어떤 값이 유효한지 제한하는 제약 조건의 집합이 있어요. 잘 알려진 또 다른 CSP로는 스도쿠가 있어요.
이번 과제는 얼룩말 퍼즐을 풀어서 다음 두 가지 질문의 답을 찾는 거예요:
다음 15가지 문장은 모두 참이라고 알려져 있어요:
게다가 다섯 채의 집은 각각 다른 색으로 칠해져 있고, 그곳에 사는 사람들은 각각 다른 국적이고, 다른 반려동물을 키우고, 다른 음료를 마시고, 다른 취미를 가져요.
가능한 해답은 240억 가지(5!⁵ = 24,883,200,000)나 되니, 최대한 많은 해답을 걸러 내봐요.
SolvePuzzle라는 함수 하나를 정의하세요. 이 함수는 두 개의 문자열을 담은 답을 반환해요. 그 값은 얼룩말 퍼즐의 "누가 물을 마실까요?"와 "누가 얼룩말을 키울까요?"라는 질문에 대한 답이에요. 각 답은 주민의 국적 중 하나예요: Englishman, Spaniard, Ukrainian, Norwegian, Japanese.
물론 테스트 프로그램을 살짝 들여다보고 기대하는 답을 확인하면, 함수를 한 줄로 간단히 작성할 수도 있어요. 하지만 목표는 퍼즐에서 주어진 사실과 제약 조건을 활용해 두 가지 정답을 찾아내는 알고리즘을 만드는 것이에요.
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가능한 풀이 240억 개 중에서 얼룩말 퍼즐의 정답을 찾아내는 여덟 가지 방법을 살펴봐요. 잘못된 순열을 최대한 빨리 걸러내는 방법부터 AC-3 알고리즘, 아주 간결한 논리 기반 풀이, 심지어 유전 알고리즘까지 다뤄요!