[JAVA] 백준 7662번 - 이중 우선순위 큐

 

문제

이중 우선순위 큐(dual priority queue)는 전형적인 우선순위 큐처럼 데이터를 삽입, 삭제할 수 있는 자료 구조이다. 전형적인 큐와의 차이점은 데이터를 삭제할 때 연산(operation) 명령에 따라 우선순위가 가장 높은 데이터 또는 가장 낮은 데이터 중 하나를 삭제하는 점이다. 이중 우선순위 큐를 위해선 두 가지 연산이 사용되는데, 하나는 데이터를 삽입하는 연산이고 다른 하나는 데이터를 삭제하는 연산이다. 데이터를 삭제하는 연산은 또 두 가지로 구분되는데 하나는 우선순위가 가장 높은 것을 삭제하기 위한 것이고 다른 하나는 우선순위가 가장 낮은 것을 삭제하기 위한 것이다.

정수만 저장하는 이중 우선순위 큐 Q가 있다고 가정하자. Q에 저장된 각 정수의 값 자체를 우선순위라고 간주하자.

Q에 적용될 일련의 연산이 주어질 때 이를 처리한 후 최종적으로 Q에 저장된 데이터 중 최댓값과 최솟값을 출력하는 프로그램을 작성하라.

입력

입력 데이터는 표준입력을 사용한다. 입력은 T개의 테스트 데이터로 구성된다. 입력의 첫 번째 줄에는 입력 데이터의 수를 나타내는 정수 T가 주어진다. 각 테스트 데이터의 첫째 줄에는 Q에 적용할 연산의 개수를 나타내는 정수 k (k ≤ 1,000,000)가 주어진다. 이어지는 k 줄 각각엔 연산을 나타내는 문자(‘D’ 또는 ‘I’)와 정수 n이 주어진다. ‘I n’은 정수 n을 Q에 삽입하는 연산을 의미한다. 동일한 정수가 삽입될 수 있음을 참고하기 바란다. ‘D 1’는 Q에서 최댓값을 삭제하는 연산을 의미하며, ‘D -1’는 Q 에서 최솟값을 삭제하는 연산을 의미한다. 최댓값(최솟값)을 삭제하는 연산에서 최댓값(최솟값)이 둘 이상인 경우, 하나만 삭제됨을 유념하기 바란다.

만약 Q가 비어있는데 적용할 연산이 ‘D’라면 이 연산은 무시해도 좋다. Q에 저장될 모든 정수는 -231 이상 231 미만인 정수이다.

출력

출력은 표준출력을 사용한다. 각 테스트 데이터에 대해, 모든 연산을 처리한 후 Q에 남아 있는 값 중 최댓값과 최솟값을 출력하라. 두 값은 한 줄에 출력하되 하나의 공백으로 구분하라. 만약 Q가 비어있다면 ‘EMPTY’를 출력하라.

예제 입력 1 복사

2
7
I 16
I -5643
D -1
D 1
D 1
I 123
D -1
9
I -45
I 653
D 1
I -642
I 45
I 97
D 1
D -1
I 333

import java.io.*;
import java.util.*;

// BaekJoon 7662 - 이중 우선순위 
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception{

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int t = Integer.parseInt(br.readLine()); // 테스트 데이터 개수

        // 데이터를 저장할때 키값을 기준으로 바로 정렬을 수행하는 TreeMap 사용
        // 첫번째 Integer -> 삽입할 숫자
        // 두번째 Integer -> 삽입한 숫자의 개수, 이미 넣었던 숫자가 또 input 될 수도 있기 때문.

        StringTokenizer st;

        for(int i = 0; i<t; i++){
            int k = Integer.parseInt(br.readLine()); // 연산 횟수 k
            TreeMap<Integer, Integer> map = new TreeMap<>();

            for(int j = 0; j<k; j++){
                st = new StringTokenizer(br.readLine());
                char operator = st.nextToken().charAt(0); // 연산자
                int num = Integer.parseInt(st.nextToken()); // input할 숫자

                if(operator == 'I'){ // 연산자가 I라면 숫자를 삽입해야한다
                    // map에 num을 삽입해준다.
                    // 만약 이미 map에 존재하는 숫자를 input하는 거라면 +1 해준다.
                    map.put(num, map.getOrDefault(num, 0)+1);
                }else { // 연산자가 I가 아닌 D라면
                    if (map.isEmpty()) // 삭제연산이지만 map이 비어있다면 continue
                        continue;
                    else if(num == 1) { // num이 1이면 최대값(lastEntry) 삭제
                        // TreeMap은 Key에 중복값이 저장되지 않기때문에 해줘야하는 과정이다.
                        if (map.get(map.lastKey()) == 1){ // 만약 최대값인 수가 1개 존재할 경우
                            map.remove(map.lastKey()); // remove한다
                        }else{ // 최대값이 1개 이상 존재하면
                            int val = map.get(map.lastKey());
                            map.put(map.lastKey(), val - 1); // 최대값 개수를 -1 해준다.
                        }
                    }
                    else { // num이 -1이면 최소값(firstEntry) 삭제
                        if (map.get(map.firstKey()) == 1){ // 만약 최솟값인 수가 1개 존재할 경우
                            map.remove(map.firstKey()); // remove한다
                        }else{ // 최솟값이 1개 이상 존재하면
                            int val = map.get(map.firstKey());
                            map.put(map.firstKey(), val - 1);
                        }
                    }
                }
            }
            if(map.isEmpty()){ // map이 비어있으면 EMPTY 출력
                System.out.println("EMPTY");
            }else { // map이 비어있지 않다면 최대값 lastKey와 최솟값 firstKey 출력
                System.out.println(map.lastKey() + " " + map.firstKey());
            }
        }


    }
}

 

풀이 방법

처음에는 문제 제목과 같이 우선순위큐 2개를 생성하여 하나는 오름차순 우선순위를 갖는 큐로 다른 하나는 내림차순 우선순위를 갖는 큐로 만들어 1과 -1에 따라 알맞은 큐를 삭제하는 것으로 코드를 짰고 결과는 제대로 나왔으나 시간초과가 나왔다.

다른 사람들의 풀이에서 힌트를 얻어 자료구조를 우선순위큐에서 TreeMap으로 변경했다. Map들 중에서 TreeMap을 사용한 이유는 TreeMap은 입력값을 삽입하면 key값을 기준으로 바로 정렬해주기 때문에 입력 값을 따로 정렬해줄 필요가 없다는 점과 최댓값, 최솟값을 출력하기에 용이한 점이 그 이유다. 

TreeMap을 <Integer, Integer>로 생성하였는데 왼쪽 Integer는 예제 입력에서의 숫자를 저장하기 위함이고 오른쪽 Integer는 예제 입력 숫자가 여러번 나왔을 때 [ex) I 99, I 99, I 99 ...] TreeMap은 Map인터페이스의 구현체로 중복된 키로 값을 저장하는 것을 허용하지않기 때문에  위와 같이 99 입력이 3번나오면 <99, 3> 이런 식으로 저장하기 위해 생성했다.

나머지는 문제 조건에 맞게 코드를 짜면 어렵지 않다.

 

막혔던 점

문제 이름도 그렇고 우선순위 큐를 사용해서 풀어야할 것만 같은데 TreeMap을 떠올리기가 쉽지 않은 것 같다.

또한 삭제 연산에서 단순히 remove를 해주는 것이 아니고 TreeMap에서 입력 값을 key로하여 해당 key의 value가 

1 이냐 1 초과냐를 따져 다른 방법으로 삭제를 해줘야 하는, 한 단계 더 생각을 해야 맞을 수 있는 문제라고 느꼈다.