Programmers / 두 큐 합 같게 만들기 / Python 파이썬

 

*문제 출처는 프로그래머스에 있습니다.

문제 제목: 두 큐 합 같게 만들기 (2단계) - 투포인터

문제 사이트: https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/118667

프로그래머스

 

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.

1. 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.
2. 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.

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제한사항

• 1 ≤ queue1의 길이 = queue2의 길이 ≤ 300,000
• 1 ≤ queue1의 원소, queue2의 원소 ≤ 109
• 주의: 언어에 따라 합 계산 과정 중 산술 오버플로우 발생 가능성이 있으므로 long type 고려가 필요합니다.

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입출력 예queue1queue2result

[3, 2, 7, 2]	[4, 6, 5, 1]	2
[1, 2, 1, 2]	[1, 10, 1, 2]	7
[1, 1]	[1, 5]	-1

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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 7를 return 합니다.

입출력 예 #3

어떤 방법을 쓰더라도 각 큐의 원소 합을 같게 만들 수 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

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나의 풀이 - 투포인터를 활용한 문제 풀이

 

처음에 문제가 이해가 안돼서 공책으로 조금 시뮬레이션 돌려봤다.

"큐"를 이용한다는 말만 믿으면 시간 복잡도가 엄청 높아질 것...

 

그런데 큐를 몇번 연산 해보면 결국 두 큐를 합쳐놨을때 펼친 것과 똑같은 것을 볼 수 있음

 

예를 들어 queue1 = [1,2,3,4,5] , queue2 = [6,7,8,9,10]이 있다고 하자

그럼 queue1에 있는 1을 queue2로 옮긴다고 치면 이렇게 될거다

 

그럼 이제 queue2에 있는 6,7,8을 queue1로 옮겨보자

자 그럼 뭔가 많이 바뀐거 같나?

근데 자세히 보면 옮기기 전 제일 첫번째 큐와 몇번 옮긴 큐의 모습이 그렇게 달라보이진 않는다..

(즉, 원형 큐로 생각했을때면 아예 똑같음)

 

여기서 우리는 두 큐를 합쳐서 생각해도 된다는 점을 알 수 있다.

따라서 투 포인터에 따라서 포인터로 나눈 부분들의 구간을 하나의 큐로 생각한다.

그러고 큐의 값이 target값과 같은지 확인을 해나가면 된다.

 

최종 코드

 

투포인터 알고리즘에 맞게 cal_sum을 통해 오른쪽으로 확장하여 이동한 부분(rp)은 더해주고, 오른 쪽으로 가면서 target보다 값이 커지면 lp를 통해 영역을 줄여나간다. 이 부분은 빼줌

 

각 시행마다 answer (연산)을 +1 해주고 최종적으로 cal_sum (부분 큐)의 값이 target과 같으면 답을 리턴한다.

# 한 번의 pop과 한 번의 insert를 합쳐서 작업을 1회 수행
def solution(queue1, queue2):
    answer = 0
    target = (sum(queue1) + sum(queue2)) // 2
    queue = queue1 + queue2
    cal_sum = sum(queue1)
    lp = 0
    rp = len(queue1)
    
    while lp < len(queue) or rp < len(queue):
        if cal_sum  == target:
            return answer
        if  cal_sum < target and rp < len(queue):
            cal_sum += queue[rp]
            rp += 1
        else:
            cal_sum -= queue[lp]
            lp += 1
        answer += 1
            
    return -1

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※ 알아야 할 것

- 큐를 자세히보니..~ 그냥 훼이크였다. 큐의 특성을 알아채서 투포인터로 구현할 줄 알아야함