[프로그래머스] 두 큐 합 같게 만들기 / 투포인터 알고리즘

 

Level. 2

 

문제

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.

* 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.

 

풀이

#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

// 투포인터

int solution(vector<int> queue1, vector<int> queue2) {
    long long answer = 0;
    long long sum1 = 0, sum2 = 0;
    vector<int> q;
    
    for(int num : queue1){
        q.push_back(num);
        sum1 += num;
    }
    for(int num : queue2){
        q.push_back(num);
        sum2 += num;
    }
    
    long long half =(sum1 + sum2) / 2;
    int i = 0, j = queue1.size();
    
    while(i < q.size() && j < q.size()){
        
        if(sum1 == half) return answer;
        
        if(sum1 < half){
            sum1 += q[j];
            j += 1;
        }
        else if(sum1 > half) {
            sum1 -= q[i];
            i += 1;
        }
        answer += 1;
    }
    
    return -1;
}

 

 

두 배열을 합쳐 하나의 배열로 만든 후,

해당 배열의 부분수열의 합이 두 배열의 합을 2로 나눈것과 같을 때의 최소 작업 횟수를 구하면 된다. 

이때, 부분수열을 구하기 위해서 투포인터알고리즘을 사용하였다. 

 

투포인터 알고리즘 - Tow Pointers

• 리스트에 순차적으로 접근해야 할 때 두 점의 위치를 기록하면서 처리하는 알고리즘
• 특정한 합(N)을 가지는 부분수열을 찾을 때 주로 사용되는 알고리즘이다. 
  1. start와 end가 배열의 첫 번째 인덱스를 가리키도록 한다.
  2. 현재 부분수열의 합이 N 과 같다면 카운트한다.
  3. 현재 부분수열의 합이 N보다 작다면 end를 1 증가시킨다.
  4. 현재 부분 수열의 합이 N보다 크다면 start를 1 증가시킨다. 
  5. 모든 경우의 수를 확인할 때 까지 2~4 과정을 반복한다. 

투포인터 알고리즘과 슬라이딩 윈도우 알고리즘의 차이 

• 투포인터 알고리즘 : 구간의 넓이가 조건에 따라 유동적으로 변하는 알고리즘
• 슬라이딩 윈도우 : 구간의 넓이가 고정되어 있어, 고정 사이즈의 윈도가 이동하면서 윈도우 내에 있는 데이터를 이용하는 알고리즘

슬라이딩 윈도우 알고리즘 예시 문제

- 프로그래머스 - 할인행사

 

 

 

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다른 풀이

#include <string>
#include <vector>
#include <queue>

using namespace std;

int solution(vector<int> queue1, vector<int> queue2) {
    int answer = -2;
    queue <int> q1, q2;
    long long sum1 = 0, sum2 = 0;

    for (int i=0; i<queue1.size(); i++) {
        q1.push(queue1[i]);
        q2.push(queue2[i]);
        sum1 += queue1[i];
        sum2 += queue2[i];
    }
    long long half = (sum1 + sum2)/2;
    long long cnt = 0;
    while (sum1 != sum2) {
        while (sum1 < half) {
            int front = q2.front();
            q2.pop();
            q1.push(front);
            sum1 += front;
            sum2 -= front;
            cnt++;
        }

        while (sum2 < half) {
            int front = q1.front();
            q1.pop();
            q2.push(front);
            sum2 += front;
            sum1 -= front;
            cnt++;
        }
        if (q1.empty() || q2.empty() || cnt >= 2100000000) return -1;
    }

    answer = cnt;

    return answer;
}

 

 

배열 데이터를 직접 큐에 저장하여 해결한 풀이이다. 

 

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

프로그래머스

https://butter-shower.tistory.com/226

[Algorithm] 투포인터(Two Pointer) 알고리즘