[프로그래머스] 두 큐 합 같게 만들기-JAVA
[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.
[제한 사항]
- 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.
[풀이]
먼저 해당 문제는 두 개의 큐를 비교해야 하기 때문에 두 개의 큐와 각각 큐의 원소들의 합한 변수 2개 필요하다.
Queue<Integer> q1 = new LinkedList<>();
Queue<Integer> q2 = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < queue1.length; i++) {
q1.add(queue1[i]);
q2.add(queue2[i]);
}
long sumQ1 = Arrays.stream(queue1).sum();
long sumQ2 = Arrays.stream(queue2).sum();q1과 q2에는 각각 queue1, queue2 배열의 원소들이 순서대로 저장되고 sumQ1, sumQ2 변수에도 역시 각각 원소들의 합이 저장된다.
long target = (sumQ1 + sumQ2) / 2;
int count = 0;target 변수는 중간값을 나타낸다. 문제에서 두 배열 원소들을 모두 합친 값의 절반이 각각 배열의 합이 되어야 한다고 정의하고 있다.
여기서 count 변수는 서로 추출하고 더해주는 과정을 총 몇번 움직여야 되는지, 즉 도출해야 하는 결과값을 나타낸다.
while (sumQ1 != target || sumQ2 != target) {
if (sumQ1 < target) {
q1.add(q2.peek());
sumQ1 += q2.peek();
sumQ2 -= q2.peek();
q2.poll();
} else if (sumQ2 < target) {
q2.add(q1.peek());
sumQ2 += q1.peek();
sumQ1 -= q1.peek();
q1.poll();
}
count++;
if(count>queue1.length*3)return -1;
}
return count;while문은 각각의 Queue들의 원소 합이 둘 다 target이 아니라면 계속 반복될 수 있도록 설정하였다.
내부의 if문은 총 2가지로 sumQ1이 target보다 작을 때와 sumQ2가 target보다 작을 때로 나누었다. 둘 중 하나는 무조건 target보다 작고 나머지 하나는 무조건 target보다 크기 때문이다.
만약 sumQ1가 target보다 작다면 sumQ1이 target과 같거나 클때까지 q2에서 원소를 빼내어 q1에 더해줄 것이다. 그러다 q1이 target보다 더 커진다면 반대로 q2에 q1의 원소들을 target과 같거나 클때까지 더해준다. 이 과정을 둘 다 target의 값이 될 때 까지 반복하면 된다.
여기까지는 쉽지만 문제는 둘 다 target 값이 될 수 없는 경우 즉, -1의 경우를 잘 계산해야 된다는 점이다.
if(count>queue1.length*3)return -1;난 처음에 queue1.length*2의 값보다 count가 커질 때 -1을 리턴하도록 해주었다. 대략적으로 계산해 봤을 때 q1의 원소들이 모두 q2로 이동하고 q2의 원소들이 모두 q1으로 이동하면 결과가 나올 것 같았기 때문이다. 그러나 계산해 보니 최악의 경우일 때 최대 *2+1의 경우까지 늘어난다는 것을 알게되었다. 따라서 안전하게 *3을 해주었다.
[최종 결과 코드]
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
class Solution {
public int solution(int[] queue1, int[] queue2) {
Queue<Integer> q1 = new LinkedList<>();
Queue<Integer> q2 = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < queue1.length; i++) {
q1.add(queue1[i]);
q2.add(queue2[i]);
}
long sumQ1 = Arrays.stream(queue1).sum();
long sumQ2 = Arrays.stream(queue2).sum();
long target = (sumQ1 + sumQ2) / 2;
int count = 0;
while (sumQ1 != target || sumQ2 != target) {
if (sumQ1 < target) {
q1.add(q2.peek());
sumQ1 += q2.peek();
sumQ2 -= q2.peek();
q2.poll();
} else if (sumQ2 < target) {
q2.add(q1.peek());
sumQ2 += q1.peek();
sumQ1 -= q1.peek();
q1.poll();
}
count++;
if(count>queue1.length*3)return -1;
}
return count;
}
}