[프로그래머스] 2020 카카오 #6 외벽 점검 (Java)

#6 외벽 점검 

난이도 : LEVEL3

유형 : 순열 / 브루트포스 

코딩테스트 연습 - 외벽 점검

▸ 문제

레스토랑을 운영하고 있는 "스카피"는 레스토랑 내부가 너무 낡아 친구들과 함께 직접 리모델링 하기로 했습니다. 레스토랑이 있는 곳은 스노우타운으로 매우 추운 지역이어서 내부 공사를 하는 도중에 주기적으로 외벽의 상태를 점검해야 할 필요가 있습니다.

레스토랑의 구조는 완전히 동그란 모양이고 외벽의 총 둘레는 n미터이며, 외벽의 몇몇 지점은 추위가 심할 경우 손상될 수도 있는 취약한 지점들이 있습니다. 따라서 내부 공사 도중에도 외벽의 취약 지점들이 손상되지 않았는 지, 주기적으로 친구들을 보내서 점검을 하기로 했습니다. 다만, 빠른 공사 진행을 위해 점검 시간을 1시간으로 제한했습니다. 친구들이 1시간 동안 이동할 수 있는 거리는 제각각이기 때문에, 최소한의 친구들을 투입해 취약 지점을 점검하고 나머지 친구들은 내부 공사를 돕도록 하려고 합니다. 편의 상 레스토랑의 정북 방향 지점을 0으로 나타내며, 취약 지점의 위치는 정북 방향 지점으로부터 시계 방향으로 떨어진 거리로 나타냅니다. 또, 친구들은 출발 지점부터 시계, 혹은 반시계 방향으로 외벽을 따라서만 이동합니다.

외벽의 길이 n, 취약 지점의 위치가 담긴 배열 weak, 각 친구가 1시간 동안 이동할 수 있는 거리가 담긴 배열 dist가 매개변수로 주어질 때, 취약 지점을 점검하기 위해 보내야 하는 친구 수의 최소값을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

▸ 제한사항

• n은 1 이상 200 이하인 자연수입니다.
• weak의 길이는 1 이상 15 이하입니다.
  • 서로 다른 두 취약점의 위치가 같은 경우는 주어지지 않습니다.
  • 취약 지점의 위치는 오름차순으로 정렬되어 주어집니다.
  • weak의 원소는 0 이상 n - 1 이하인 정수입니다.
• dist의 길이는 1 이상 8 이하입니다.
  • dist의 원소는 1 이상 100 이하인 자연수입니다.
• 친구들을 모두 투입해도 취약 지점을 전부 점검할 수 없는 경우에는 -1을 return 해주세요.

 

문제 풀이  

전체적으로 조건 범위가 크지 않아 완전탐색으로 접근했다. 그런데도 사실상 아이디어를 내기 어려웠다. 제일 고민했던 부분은 dist를 순열로 모든 케이스를 뽑아서 외벽 점검을 어떻게 탐색하냐였다. 

 

구현 및 설계

첫 번째로 해야할 점은 예제 1번에서 나온 것과 같이 시작점이 0~12로 흘러가지 않는다는 점이었다. 그래서 모든 지점이 시작점이 될 수 있게 weak데이터를 (weak.length*2-1)만큼 n을 더해서 확장해줬다. (마지막 지점+n)은 처음 싸이클 부분이랑 중복이기 때문에 고려해주지 않아도 된다.

static int[] getFullWeak(int n, int[] weak) {
	int fullSize = weak.length*2-1;
	int[] arr = new int[fullSize];
	for(int i=0; i<weak.length; i++) {
		arr[i] = weak[i];
	}

	for(int i=weak.length; i<fullSize; i++) {
		arr[i] =weak[i-weak.length] +n;
	}
	return arr;
}

 

두 번째로 외벽 탐색을 나갈 친구들의 순서를 모두 뽑아주는 것이다. 이는 순서를 신경써줘야 하므로 조합이 아닌 순열로 뽑아줘야 한다 (ex. 12, 21 둘다 고려해줘야 함)

static void permutation(int r) {
	if(st.size() == r) {
		List<Integer> distCase = new ArrayList<>();
		for(int num : st) {
			distCase.add(num);
		}
		check(distCase);
	}

	for(int i=0; i<size; i++) {
		if(!check[i]) {
			check[i] = true;
			st.push(dis[i]);
			permutation(r);
			st.pop();
			check[i] = false;
		}
	}
}

 

세 번째, 이제 마지막으로 외벽을 점검할 수 있는지에 대한 여부와 점검할 수 있으면 총 몇명의 인원으로 점검했는지 탐색해줘야 한다. 그렇게 구한 결과값중 최솟값을 뽑아주면 된다.

1. 친구의 순서가 들어있는 distCase데이터와 확장된 weak데이터의 시작점으로 완전탐색을 해준다.
2. i 시작점을 기준으로 기존 weak의 길이 만큼 탐색해준다.
   1. 순서대로 외벽점검을 얼만큼 진행할 수 있는지 체크해준다. while문
   2. 모든 인원들이 외벽점검을 맞췄으면 해당 탐색을 종료한다. if(idx == distCase.size()) break;
3. 모든 외벽을 점검했는지에 대한 여부if(cur-i)==wSize를 조사한다.
   1. 만약 모두 점검했다면 탐색한 인원이 최솟값을 갱신했다면 answer에 인원수에 대한 데이터를 넣어준다. if(idx<answer) answer=idx;

static void check(List<Integer> distCase) {
	for(int i=0; i<fullWeak.length-wSize+1; i++) {
		int idx=0;
		int cur=0;
		int nxt=0;
		for(cur=i; cur<i+wSize;) {
			nxt = cur+1;
			while(nxt < i+wSize &&
				fullWeak[cur] + distCase.get(idx) >= fullWeak[nxt]) {
				nxt++;
			}
			cur= nxt;
			idx++;
			if(idx == distCase.size()) break;
		}

		if((cur-i)==wSize && idx<answer) {
			answer= idx;
		}
	}
}

 

풀이 코드 

 해설을 참고하니 비트마스킹을 활용해서 외벽 상태를 체크해줘도 될 것 같다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

class Solution {
	static int answer, size, wSize, INF = Integer.MAX_VALUE;
	static int[] dis, fullWeak;
	static Stack<Integer> st;
	static boolean[] check;
	public int solution(int n, int[] weak, int[] dist) {
		wSize = weak.length;
		fullWeak = getFullWeak(n,weak);
		answer=INF;
		dis = dist;
		size = dis.length;
		for(int i=1; i<dist.length+1; i++) {
			st = new Stack<>();
			check = new boolean[size];
			permutation(i);
		}
		return answer == INF ? -1 : answer;
	}

	static void permutation(int r) {
		if(st.size() == r) {
			List<Integer> distCase = new ArrayList<>();
			for(int num : st) {
				distCase.add(num);
			}
			check(distCase);
		}
		
		for(int i=0; i<size; i++) {
			if(!check[i]) {
				check[i] = true;
				st.push(dis[i]);
				permutation(r);
				st.pop();
				check[i] = false;
			}
		}
	}
	
	static void check(List<Integer> distCase) {
		for(int i=0; i<fullWeak.length-wSize+1; i++) {
			int idx=0;
			int cur=0;
			int nxt=0;
			for(cur=i; cur<i+wSize;) {
				nxt = cur+1;
				while(nxt < i+wSize &&
					fullWeak[cur] + distCase.get(idx) >= fullWeak[nxt]) {
					nxt++;
				}
				cur= nxt;
				idx++;
				if(idx == distCase.size()) break;
			}
        	
			if((cur-i)==wSize && idx<answer) {
				answer= idx;
			}
		}
	}
	
	static int[] getFullWeak(int n, int[] weak) {
		int fullSize = weak.length*2-1;
		int[] arr = new int[fullSize];
		for(int i=0; i<weak.length; i++) {
			arr[i] = weak[i];
		}
		
		for(int i=weak.length; i<fullSize; i++) {
			arr[i] =weak[i-weak.length] +n;
		}
		return arr;
	}
}