소개
- 알고리즘 스터디를 참여하며 작성하는 TIL입니다.
- TIL이란? 'Today I Learned'의 약자로, 한국어로 번역하면 '오늘 내가 배운 것'이란 의미입니다.
- 제가 오늘 하루 배운 것 혹은 경험하고 느낀 것들을 기록하고 회고하는 습관을 기르기 위한 글입니다.
문제 & 키워드
- 프로그래머스 - 두 큐 합 같게 만들기 (문제 링크)
- 큐(Queue)
문제 설명
길이가 같은 두 개의 큐가 주어집니다. 하나의 큐를 골라 원소를 추출(pop)하고, 추출된 원소를 다른 큐에 집어넣는(insert) 작업을 통해 각 큐의 원소 합이 같도록 만들려고 합니다. 이때 필요한 작업의 최소 횟수를 구하고자 합니다. 한 번의 pop과 한 번의 insert를 합쳐서 작업을 1회 수행한 것으로 간주합니다.
큐는 먼저 집어넣은 원소가 먼저 나오는 구조입니다. 이 문제에서는 큐를 배열로 표현하며, 원소가 배열 앞쪽에 있을수록 먼저 집어넣은 원소임을 의미합니다. 즉, pop을 하면 배열의 첫 번째 원소가 추출되며, insert를 하면 배열의 끝에 원소가 추가됩니다. 예를 들어 큐 [1, 2, 3, 4]가 주어졌을 때, pop을 하면 맨 앞에 있는 원소 1이 추출되어 [2, 3, 4]가 되며, 이어서 5를 insert하면 [2, 3, 4, 5]가 됩니다.
다음은 두 큐를 나타내는 예시입니다.
queue1 = [3, 2, 7, 2]
queue2 = [4, 6, 5, 1]
두 큐에 담긴 모든 원소의 합은 30입니다. 따라서, 각 큐의 합을 15로 만들어야 합니다. 예를 들어, 다음과 같이 2가지 방법이 있습니다.
- queue2의 4, 6, 5를 순서대로 추출하여 queue1에 추가한 뒤, queue1의 3, 2, 7, 2를 순서대로 추출하여 queue2에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [4, 6, 5], queue2는 [1, 3, 2, 7, 2]가 되며, 각 큐의 원소 합은 15로 같습니다. 이 방법은 작업을 7번 수행합니다.
- queue1에서 3을 추출하여 queue2에 추가합니다. 그리고 queue2에서 4를 추출하여 queue1에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [2, 7, 2, 4], queue2는 [6, 5, 1, 3]가 되며, 각 큐의 원소 합은 15로 같습니다. 이 방법은 작업을 2번만 수행하며, 이보다 적은 횟수로 목표를 달성할 수 없습니다.
따라서 각 큐의 원소 합을 같게 만들기 위해 필요한 작업의 최소 횟수는 2입니다.
길이가 같은 두 개의 큐를 나타내는 정수 배열 queue1, queue2가 매개변수로 주어집니다. 각 큐의 원소 합을 같게 만들기 위해 필요한 작업의 최소 횟수를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 어떤 방법으로도 각 큐의 원소 합을 같게 만들 수 없는 경우, -1을 return 해주세요.
제한사항
- 1 ≤ queue1의 길이 = queue2의 길이 ≤ 300,000
- 1 ≤ queue1의 원소, queue2의 원소 ≤ 10^9
- 주의: 언어에 따라 합 계산 과정 중 산술 오버플로우 발생 가능성이 있으므로 long type 고려가 필요합니다.
입출력 예
| queue1 | queue2 | result |
| [3, 2, 7, 2] | [4, 6, 5, 1] | 2 |
| [1, 2, 1, 2] | [1, 10, 1, 2] | 7 |
| [1, 1] | [1, 5] | -1 |
입출력 예 설명
입출력 예 #1
문제 예시와 같습니다.
입출력 예 #2
두 큐에 담긴 모든 원소의 합은 20입니다. 따라서, 각 큐의 합을 10으로 만들어야 합니다. queue2에서 1, 10을 순서대로 추출하여 queue1에 추가하고, queue1에서 1, 2, 1, 2와 1(queue2으로부터 받은 원소)을 순서대로 추출하여 queue2에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [10], queue2는 [1, 2, 1, 2, 1, 2, 1]가 되며, 각 큐의 원소 합은 10으로 같습니다. 이때 작업 횟수는 7회이며, 이보다 적은 횟수로 목표를 달성하는 방법은 없습니다. 따라서 7을 return 합니다.
입출력 예 #3
어떤 방법을 쓰더라도 각 큐의 원소 합을 같게 만들 수 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.
문제 접근
이 문제는 다음과 같은 순서로 해결할 수 있습니다.
- 초기화 및 합 계산
- 주어진 두 배열을 두 개의 큐로 초기화하고 각 큐의 합을 계산합니다.
- 종료 조건 체크
- 두 큐의 총합이 홀수이면 절대로 동일한 합을 만들 수 없으므로 -1을 반환합니다.
- 목표 합 설정
- 두 큐의 합을 더한 후 절반을 목표 합으로 설정합니다.
- 큐 상태 조정
- 두 큐의 합이 목표 합이 될 때까지 pop과 insert 작업을 반복합니다.
- 무한 루프 방지를 위해 작업 횟수가 제한을 초과하면 -1을 반환합니다.
- 결과 반환
- 목표 합을 달성한 경우 작업 횟수를 반환합니다.
풀이 - Queue 활용
import java.util.ArrayDeque;
class Solution {
public int solution(int[] queue1, int[] queue2) {
int answer = -1;
// 1. 초기화 및 합 계산
ArrayDeque<Integer> q1 = new ArrayDeque<>(queue1.length);
ArrayDeque<Integer> q2 = new ArrayDeque<>(queue1.length);
long q1Sum = 0;
long q2Sum = 0;
for (int i = 0; i < queue1.length; i++) {
int e1 = queue1[i];
int e2 = queue2[i];
q1Sum += e1;
q2Sum += e2;
q1.offer(e1);
q2.offer(e2);
}
// 2. 종료 조건 체크
if ((q1Sum + q2Sum) % 2 != 0) {
return answer;
}
// 3. 목표 합 설정
long target = (q1Sum + q2Sum) / 2;
int count = 0;
while (true) {
// 4. 큐 상태 조정
if (q1Sum == target || q2Sum == target) {
break;
} else if (count > (q1.size() + q2.size()) * 2) {
return -1;
}
if (q1.isEmpty() || q2.isEmpty()) {
return -1;
} else if (q1Sum > target) {
Integer pop = q1.pop();
q2.offer(pop);
q1Sum -= pop;
q2Sum += pop;
} else if (q2Sum > target) {
Integer pop = q2.pop();
q1.offer(pop);
q2Sum -= pop;
q1Sum += pop;
}
count++;
}
// 5. 결과 반환
return count;
}
}
풀이 설명
- 초기화 및 합 계산
- 두 배열을 각각 두 개의 큐로 초기화하고 각 큐의 원소 합을 계산합니다.
- 종료 조건 체크
- 두 큐의 총합이 홀수이면 동일한 합을 만들 수 없으므로 -1을 반환합니다.
- 목표 합 설정
- 두 큐의 합을 더한 후 절반을 목표 합으로 설정합니다.
- 큐 상태 조정
- 두 큐의 합이 목표 합에 도달할 때까지 pop과 insert 작업을 반복합니다.
- 작업 횟수가 큐의 크기 를 초과하면 무한루프기 때문에 -1을 반환합니다.
- 결과 반환
- 목표 합을 달성한 경우 작업 횟수를 반환합니다.
마무리하며
- 조건에 따라 큐의 상태를 조정하는 방법을 연습할 수 있었습니다.
