프로그래머스 외벽 점검 Kotlin (순열)

문제 출처 : https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60062

코딩테스트 연습 - 외벽 점검

문제 설명

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.

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입출력 예

입출력 예에 대한 설명

입출력 예 #1

원형 레스토랑에서 외벽의 취약 지점의 위치는 다음과 같습니다.

친구들을 투입하는 예시 중 하나는 다음과 같습니다.

• 4m를 이동할 수 있는 친구는 10m 지점에서 출발해 시계방향으로 돌아 1m 위치에 있는 취약 지점에서 외벽 점검을 마칩니다.
• 2m를 이동할 수 있는 친구는 4.5m 지점에서 출발해 6.5m 지점에서 외벽 점검을 마칩니다.

그 외에 여러 방법들이 있지만, 두 명보다 적은 친구를 투입하는 방법은 없습니다. 따라서 친구를 최소 두 명 투입해야 합니다.

입출력 예 #2

원형 레스토랑에서 외벽의 취약 지점의 위치는 다음과 같습니다.

7m를 이동할 수 있는 친구가 4m 지점에서 출발해 반시계 방향으로 점검을 돌면 모든 취약 지점을 점검할 수 있습니다. 따라서 친구를 최소 한 명 투입하면 됩니다.

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혼자 풀기가 막막하다면, 풀이 강의를 들어보세요 (클릭)

풀이

카카오 블라인드 코딩테스트 2020 문제이다.

아이디어가 떠오르지 않아 해설을 보고 어떻게 풀어야 할지 알았다.

생각한 아이디어가 해설과 근접했으나 이렇게 푸는 거 맞나?라는 생각에 해설을 봤다.

내가 생각하기에 핵심은 원형으로 되어있는 외벽을 직선으로 바꾸는 것이다.

순열을 떠올리긴 어렵지 않고, 모든 취약 지점을 점검할 수 있는지 체크하는 부분을 구현하는 것이 좀 어려웠는데 이렇게 원형으로 되어있는 외벽을 직선으로 바꾸니 구현이 좀 쉬워졌다.

예제 1처럼 n이 12이고 weak가 [1,5,6,10]이라 하자.

이를 1차원으로 쉽게 바꾸는 법은 n을 더하는 것이다.

newWeak = [1,5,6,10,13,17,18,22]

 

모든 외벽을 점검할 수 있으려면, 1부터 10까지 갈 수 있어야 한다.

하지만 1이 아닌 다른 수에서 시작하는 경우도 있다.

5에서부터 13(1)까지 갈 수 있으면 되고,

6에서부터 17(5)까지 갈 수 있으면 되고,

10에서 18(6)까지 갈 수 있으면 된다.

 

따라서 순열로 구한 dist의 쌍들로 위의 경우들이 가능한지 체크하면 된다.

가능하다면 정답을 해당 dist 쌍의 길이가 짧은 것으로 갱신한다. (친구를 최소로 투입)

 

조합이 아닌 순열을 해야 하는 이유는 해당 풀이 방법에서 dist가 [1,3]가 있을 때, [1,3]으로 외벽을 검사했을 때, [3,1]로 외벽을 검사했을 때 결과가 다를 수 있기 때문이다.

따라서 [1,3]에 대한 순열 [1], [1,3], [3], [3,1]에 대해서 외벽을 점검할 수 있는지 검사해야 한다.

 

전체적인 풀이는 다음과 같다.

 

1. 주어진 외벽을 직선으로 펼친다.

2. 순열로 dist의 쌍을 구한다.

3-1. 구해진 dist의 쌍으로 모든 외벽을 점검할 수 있는지 체크한다.

3-2. i가 외벽의 시작점이라 할 때 dist들을 더한 값이 newWeak[i+weak.size]보다 크다면 모든 외벽 점검 가능

3-3. 현재 있는 위치를 x라할 때, x는 시작점이다. dist[i]를 더하고 난 후는 시작점을 갱신해줘야 하는데 x+dist[i]의 값보
      다 큰 첫 번째 newWeak[j]가 x가 된다. 즉, newWeak = [ 1, 4, 6, 7]이고 dist = [4,1]일 때 x는 처음에 1이다.

      여기서 dist[0]을 더하면 x+4 = 5이므로 1,4까지는 점검할 수 있다. 여기서 현재 위치인 5에서 다음 dist인 1을
      더하면 6으로 모든 외벽을 점검할 수 없다. 하지만 현재 위치인 5에서 다음 dist인 1을 더할 필요가 없고, 
      다음 점검해야 할 외벽인 6에서 다음 dist인 1을 더하면 모든 외벽을 점검할 수 있다.

4. 구해진 dist의 쌍으로 모든 외벽을 점검할 수 있다면, 정답을 가장 짧은 dist 쌍의 길이로 갱신한다.

5. 모든 dist의 쌍으로 모든 외벽을 점검할 수 없다면 -1을 출력한다. 

코드

class Solution {
    
    var answer= 987654321
    val picked = ArrayList<Int>() // 순열로 고른 dist
    val weakCopy = IntArray(30) // 원형 자료구조를 1차원 배열로
    
    //다음 dist의 시작점 찾기
    fun findNext(value : Int, size : Int ) : Int{
        for(i in 0 until size*2){
            if(weakCopy[i]>value){
                return weakCopy[i]
            }
        }
        return value
    }
    
    fun check(size : Int) : Int{
        //weak.size만큼
        //i에서 시작하여 weak.size개보다 크거나 같으면 모든 지점 점검 가능
        for(i in 0 until size){
            val checked = BooleanArray(size)
            var curVal = weakCopy[i]
            val end = weakCopy[i+size]
            for(j in picked.indices){
                curVal += picked[j]
                curVal = findNext(curVal,size)
                if(curVal>=end) return picked.size
            }
        }
        return 987654321     
    }
    
    fun permutation(cnt : Int, n : Int, size : Int, dist : IntArray, visited: BooleanArray){
        
        //하나 이상의 dist가 선택됐을 때 모든 지점을 점검할 수 있는지 check
        if(cnt>0){
            val ans = check(size)
            answer= answer.coerceAtMost(ans)
            if(cnt==dist.size){
                return
            }
        }
        
        for(i in 0 until dist.size){
            if(visited[i])continue
            visited[i]=true
            picked.add(dist[i])
            permutation(cnt+1,n,size,dist,visited)
            picked.removeAt(picked.size-1)
            visited[i]=false
        }
        
    }
    
    fun solution(n: Int, weak: IntArray, dist: IntArray): Int {
        var idx=0
        while(idx<weak.size){
            weakCopy[idx] = weak[idx]
            weakCopy[idx+weak.size]=weak[idx]+n
            idx++
        }
        
        permutation(0,n,weak.size,dist,BooleanArray(8))
        if(answer==987654321)
            answer =-1
        return answer
    }
}