백준 14891 톱니바퀴 Kotlin (구현)

문제 출처 : https://www.acmicpc.net/problem/14891

14891번: 톱니바퀴

문제

총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 아래 그림과 같이 일렬로 놓여져 있다. 또, 톱니는 N극 또는 S극 중 하나를 나타내고 있다. 톱니바퀴에는 번호가 매겨져 있는데, 가장 왼쪽 톱니바퀴가 1번, 그 오른쪽은 2번, 그 오른쪽은 3번, 가장 오른쪽 톱니바퀴는 4번이다.

이때, 톱니바퀴를 총 K번 회전시키려고 한다. 톱니바퀴의 회전은 한 칸을 기준으로 한다. 회전은 시계 방향과 반시계 방향이 있고, 아래 그림과 같이 회전한다.

톱니바퀴를 회전시키려면, 회전시킬 톱니바퀴와 회전시킬 방향을 결정해야 한다. 톱니바퀴가 회전할 때, 서로 맞닿은 극에 따라서 옆에 있는 톱니바퀴를 회전시킬 수도 있고, 회전시키지 않을 수도 있다. 톱니바퀴 A를 회전할 때, 그 옆에 있는 톱니바퀴 B와 서로 맞닿은 톱니의 극이 다르다면, B는 A가 회전한 방향과 반대방향으로 회전하게 된다. 예를 들어, 아래와 같은 경우를 살펴보자.

두 톱니바퀴의 맞닿은 부분은 초록색 점선으로 묶여있는 부분이다. 여기서, 3번 톱니바퀴를 반시계 방향으로 회전했다면, 4번 톱니바퀴는 시계 방향으로 회전하게 된다. 2번 톱니바퀴는 맞닿은 부분이 S극으로 서로 같기 때문에, 회전하지 않게 되고, 1번 톱니바퀴는 2번이 회전하지 않았기 때문에, 회전하지 않게 된다. 따라서, 아래 그림과 같은 모양을 만들게 된다.

위와 같은 상태에서 1번 톱니바퀴를 시계 방향으로 회전시키면, 2번 톱니바퀴가 반시계 방향으로 회전하게 되고, 2번이 회전하기 때문에, 3번도 동시에 시계 방향으로 회전하게 된다. 4번은 3번이 회전하지만, 맞닿은 극이 같기 때문에 회전하지 않는다. 따라서, 아래와 같은 상태가 된다.

톱니바퀴의 초기 상태와 톱니바퀴를 회전시킨 방법이 주어졌을 때, 최종 톱니바퀴의 상태를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 1번 톱니바퀴의 상태, 둘째 줄에 2번 톱니바퀴의 상태, 셋째 줄에 3번 톱니바퀴의 상태, 넷째 줄에 4번 톱니바퀴의 상태가 주어진다. 상태는 8개의 정수로 이루어져 있고, 12시방향부터 시계방향 순서대로 주어진다. N극은 0, S극은 1로 나타나있다.

다섯째 줄에는 회전 횟수 K(1 ≤ K ≤ 100)가 주어진다. 다음 K개 줄에는 회전시킨 방법이 순서대로 주어진다. 각 방법은 두 개의 정수로 이루어져 있고, 첫 번째 정수는 회전시킨 톱니바퀴의 번호, 두 번째 정수는 방향이다. 방향이 1인 경우는 시계 방향이고, -1인 경우는 반시계 방향이다.

출력

총 K번 회전시킨 이후에 네 톱니바퀴의 점수의 합을 출력한다. 점수란 다음과 같이 계산한다.

• 1번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 1점
• 2번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 2점
• 3번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 4점
• 4번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 8점

알고리즘 분류

• 구현
• 시뮬레이션

풀이

삼성 구현 문제다.

생긴 게 딱 비트마스킹을 하고 싶게 생겼지만, 본인은 톱니바퀴의 회전을 비트마스킹으로 쉽게 구현할 방법이 떠오르지 않아서 편하게 String을 사용했다. 시계 방향인 경우 그냥 마지막 문자 떼다가 맨 앞에 붙이고, 반시계 방향인 경우 첫 문자 떼다가 맨 뒤에 붙이기만 하면 되기 때문이다.

무튼 본인은 3개의 함수를 구현했다

1.simulation(num: Int, dir: Int)

2.rotate(num: Int, dir: Int)

3.cal()

simulation()은 주어진 쿼리를 순서대로 시뮬레이션한다.

- 4개의 톱니바퀴의 NS상태를 1-2, 2-3, 3-4를  저장한다.

- num에 해당하는 톱니바퀴를 돌린다.

- 톱니바퀴의 NS상태를 확인하며 num의 왼쪽에 있는 톱니바퀴를 돌린다.

- 톱니바퀴의 NS상태를 확인하며 num의 오른쪽에 있는 톱니바퀴를 돌린다.

NS상태는 왼쪽 톱니바퀴의 3번째 값과 오른쪽 톱니바퀴의 6번째 값을 비교하여 둘이 다르다면 NS 상태를 false라고 저장한다.

 

rotate()는 num 톱니바퀴를 시계 방향인 경우 그냥 마지막 문자 떼다가 맨 앞에 붙이고, 반시계 방향인 경우 첫 문자 떼다가 맨 뒤에 붙인다.

 

cal()은 각 톱니바퀴의 12시 방향 값(첫 번째 인덱스)이 S인지 확인하고 S라면 점수를 올린다.

 

코드

val br = System.`in`.bufferedReader()
fun getIntList() = br.readLine().split(' ').map { it.toInt() }
fun getInt() = br.readLine().toInt()

val wheel = Array<String>(4) { "" }
val wheelState = BooleanArray(3)
var answer = 0

fun cal() {

    for (i in wheel.indices) {
        val score = Math.pow(2.0, i.toDouble())
        if (wheel[i][0] == '1') {
            answer += score.toInt()
        }
    }
}

fun rotate(i: Int, dir: Int) {
    when (dir) {
        //시계
        1 -> {
            wheel[i] =
                wheel[i][wheel[i].lastIndex].toString() + wheel[i].substring(0, wheel[i].lastIndex)
        }
        //반시계
        else -> {
            wheel[i] = wheel[i].substring(1) + wheel[i][0].toString()
        }
    }
}

fun simulation(num: Int, dir: Int) {
    for (i in 0 until wheel.size - 1) {
        val left = wheel[i][2]
        val right = wheel[i + 1][6]
        wheelState[i] = left == right //false면 맞물린 상태
    }
    //0,1,2에 맞물린 상태 저장되어 있음

    //본인 rotate
    rotate(num, dir)

    //왼 쪽
    var newDir = dir
    var curNum = num-1

    while (curNum >= 0) {
        if (!wheelState[curNum]) {
            newDir = if (newDir == -1) 1 else -1
            rotate(curNum, newDir)
        } else break
        curNum--
    }
    //오른 쪽
    newDir = dir
    curNum = num+1
    while (curNum <= 3) {
        if (!wheelState[curNum-1]) {
            newDir = if (newDir == -1) 1 else -1
            rotate(curNum, newDir)
        } else break
        curNum++
    }

}

fun main() = with(System.out.bufferedWriter()) {

    for (i in 0 until 4) {
        wheel[i] = br.readLine()
    }
    val k = getInt()
    repeat(k) {
        val query = getIntList()
        simulation(query[0] - 1, query[1])
    }

    cal()
    write("${answer}")
    close()
}