백준 14891. 톱니바퀴
구현 문제
문제 설명이 엄청 긴데, 예시까지 포함하고있어서 그렇다
문제 분석
8개의 톱니바퀴를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 일렬로 놓여있다
각 톱니는 N극 S극 중 하나를 나타내고 있다
톱니바퀴에는 번호가 매겨져있는데, 가장 왼쪽 톱니바퀴가 1번, 순서대로 2,3,4다
이때 톱니바퀴를 총 K번 회전시키려고 한다.
톱니바퀴의 회전은 한 칸을 기준으로 한다
회전은 시계 방향과 반시계 방향이 있고, 아래 그림과 같이 회전한다
톱니바퀴를 회전시키려면, 회전시킬 톱니바퀴와 회전 시킬 방향을 결정해야 한다
톱니바퀴가 회전할 때, 서로 맞닿은 극에 따라서 옆에 있는 톱니바퀴를 회전시킬수도 있고, 회전시키지 않을 수도 있다.
톱니바퀴 A를 회전할 때, 그 옆에 있는 톱니바퀴 B와 서로 맞닿은 톱니의 극이 다르다면, B는 A가 회전한 방향과 반대 방향으로 회전하게 된다
두 톱니 바퀴의 맞닿은 부분은 초록색 점선으로 묶여있는 부분이다.
예시
3번 톱니바퀴를 반시계 방향으로 회전한다면,
4번 톱니바퀴는 맞닿은 부분이 다른 극이기 때문에, 시계 방향으로 회전하게 된다.
2번 톱니바퀴는 맞닿은 부분이 같은 극이기 때문에, 회전하지 않게 되고,
1번 톱니바퀴는 2번이 회전하지 않았기 때문에, 회전하지 않게 된다.
회전 결과는 아래와 같다
위의 그림 상태에서 1번을 시계 방향으로 회전시키면,
2번은 같은 다른극이므로, 반시계 방향으로 회전하게 되고,
3번은 2번이 회전하기 때문에, 동시에 시계방향으로 회전하게 된다.
4번은 3번이 회전하지만, 맞닿은 극이 같기 때문에 회전하지 않는다
결과는 다음과 같은 상태가 된다
톱니바퀴의 초기 상태와 톱니바퀴를 회전 시킨 방법이 주어졌을 때, 최종 톱니바퀴의 상태를 구하는 프로그램을 작성하기
입력
첫째 줄에 1번 톱니바퀴의 상태, 둘째 줄에 2번 톱니바퀴의 상태, 셋째 줄에 3번 톱니바퀴의 상태, 넷째 줄에 4번 톱니바퀴의 상태가 주어진다
상태는 8개의 정수로 이루어져 있고, 12시 방향부터 시계 방향 순서대로 주어진다.
N극은 0, S극은 1로 나타나있다.
다섯번째 줄에 회전 횟수(1<=K<=100)이 주어진다.
다음 K개의 줄에는 회전 시킨 방향이 순서대로 주어진다. 각 방법은 두개의 정수로 이루어져 있고,
첫번째 정수는 회전시킨 톱니바퀴의 번호, 두 번째 정수는 방향이다.
방향이 1인 경우 시계방향이고, -1인 경우 반시계 방향이다.
출력
총 K번 회전시킨 이후에 네 톱니바퀴의 점수의 합을 출력한다.
점수란 다음과 같이 계산한다
1번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 1점
2번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 2점
3번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 4점
4번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 8점
알고리즘
- 톱니 바퀴 정보 저장 방식 및 회전
일단 톱니바퀴 정보를 저장할 공간이 필요하다
입력이 문자열로 주어지니 gear[4]와 같이 문자열로 저장하면 좋을듯 하다
gear[4][8] : 톱니바퀴 1번이고, 각 번호에 해당 톱니의 극 상태를 저장하는식으로 함
gear[0] = {1,0,1,0,1,1,1,1} 이라면 첫번째 톱니 바퀴가 12시부터 S극, 1시 N극 이런식으로 저장되어 있는 것이다.
시계 방향으로 회전시 12번 톱니가 1번으로 가게되고, 이런식으로 오른쪽으로 한칸씩 밀면 {1,1,0,1,0,1,1,1} 가 된다
반시계 방향은 반대로 왼쪽으로 한칸씩 땡긴다 {0,1,0,1,1,1,1,1}
- 톱니바퀴들의 연쇄 회전
12시부터 0,1,2,3,4,5,6,7 이라고 하면
1번 톱니바퀴는 2번 톱니가 2번 톱니바퀴에 영향을,
2번 톱니 바퀴는 2번 톱니가 3번 톱니바퀴에 영향을, 6번 톱니가 1번에 영향을 준다
3번 톱니 바퀴는 2번 톱니가 4번 톱니바퀴에 영향을, 6번 톱니가 2번에 영향을 준다
4번 톱니 바퀴는 6번 톱니가 3번에 영향을 준다
정리하면
K번째 톱니바퀴를 돌린 경우
gear[K][2] 와 gear[K-1][6] 비교,
gear[K][6]과 gear[K+1][2]의 비교를 수행해야한다
다른 경우 해당 톱니바퀴를 돌린 방향과 반대 방향으로 돌려준다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1. 전처리
- 톱니바퀴 정보 입력받기 <- string이 편해보임 string gear[4][9]을 사용
2. K를 입력받고, K번 다음을 수행한다
- 어떤 톱니바퀴를, 어떤 방향으로 돌릴 것인지 입력받기
- 해당 톱니바퀴를 수정하고, 연관된 톱니바퀴들을 체크한다
- 연관 톱니바퀴들을 체크해두고 한꺼번에 수정해야한다. (확인하면서 수정하면 결과가 달라질 수 있음)
- 해당 톱니바퀴의 왼쪽 톱니바퀴들을 체크한다
- 영향을 받는다면, 해당 톱니바퀴의 왼쪽 톱니바퀴도 연속해서 확인한다. 또한, 시계방향인지 반시계 방향인지도 체크해준다
- 오른쪽도 마찬가지로 체크한다
- 연관에 체크된 톱니바퀴들을 한번에 수정한다.
3. 네 톱니바퀴의 점수의 합을 계산 후 출력한다
소스코드
- 재귀함수를 이용하여 좌우 톱니바퀴들을 체크하는 버전. 또한 변수들도 간단하게 수정했다
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
string gear[4];
int isRotate[4]; // -1 반시계, 1 시계, 0 회전하지 않음
void Input() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
cin >> gear[i];
}
}
void init() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
isRotate[i] = 0;
}
}
int calcClockPoint() {
int ans = 0;
int mul = 1;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
ans += (gear[i][0] - '0') * mul;
mul *= 2;
}
return ans;
}
// 현재 번호에서 왼쪽 톱니바퀴들을 체크하는 함수
void left_check(int idx, int clock) {
if (idx <= 0) return;
if (gear[idx][6] == gear[idx - 1][2]) return;
isRotate[idx - 1] = clock * -1;
left_check(idx - 1, clock * -1);
}
// 현재 번호에서 오른쪽 톱니바퀴들 체크
void right_check(int idx, int clock) {
if (idx >= 3) return;
if (gear[idx][2] == gear[idx + 1][6]) return;
isRotate[idx + 1] = clock * -1;
right_check(idx + 1, clock * -1);
}
// 해당 기어와 연관된 기어를 찾는 함수
// 관련이 있다면 1로 체크 후, 돌릴 방향을 지정한다.
void CheckRelatedGear(int idx, int dir) {
isRotate[idx] = dir;
left_check(idx, dir);
right_check(idx, dir);
return;
}
// 해당 기어를 회전시키는 함수
// 1 : 시계 방향, -1 : 반시계 방향
void rotate_gear(int gear_idx, int dir) {
if (dir == 1) {
rotate(gear[gear_idx].begin(), gear[gear_idx].end() - 1, gear[gear_idx].end());
}
else if (dir == -1) {
rotate(gear[gear_idx].begin(), gear[gear_idx].begin() + 1, gear[gear_idx].end());
}
}
int main() {
// freopen_s(new FILE*, "input.txt", "r", stdin);
Input();
int K; cin >> K;
while (K--) {
int g, r;
cin >> g >> r;
init();
// 어떤 톱니바퀴가 영향을 받는지 체크한 뒤 해당 톱니바퀴들을 회전시킨다
CheckRelatedGear(g - 1, r);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
rotate_gear(i, isRotate[i]);
}
}
cout << calcClockPoint() << '\n';
return 0;
}
- 처음 시도한 버전. 재귀함수를 쓰지 않고 while문으로 좌우 톱니바퀴들을 체크함
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
string gear[4];
int calcClockPoint() {
int res = 0;
if (gear[0][0] == '1') {
res += 1;
}
if (gear[1][0] == '1') {
res += 2;
}
if (gear[2][0] == '1') {
res += 4;
}
if (gear[3][0] == '1') {
res += 8;
; }
return res;
}
// 해당 기어와 연관된 기어를 찾는 함수
// 관련이 있다면 1로 체크 후, 돌릴 방향을 지정한다.
vector< pair<bool, int> > CheckRelatedGear(int gearNum, int dir) {
vector< pair<bool, int> > res;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
res.push_back({ 0,0 });
}
res[gearNum - 1] = { 1, dir }; // 시작 기어 영향 체크, dir 방향으로 돌아감
// 현재 번호에서 왼쪽 톱니바퀴들 체크
int cur_gear_idx = gearNum - 1;
int next_gear_idx = cur_gear_idx - 1;
int next_dir = dir * -1;
while (1) {
if (next_gear_idx < 0) break;
if (gear[cur_gear_idx][6] == gear[next_gear_idx][2]) break; // 극이 같은 경우, 이 왼쪽으로는 더이상 영향을 받지 않음
// 극이 다른 경우 영향받음
res[next_gear_idx] = { 1, next_dir }; // 영향을 받은 기어는 체크. 반대 방향으로 돌아감
cur_gear_idx = next_gear_idx;
next_gear_idx = next_gear_idx - 1;
next_dir *= -1;
}
// 현재 번호에서 오른쪽 톱니바퀴들 체크
cur_gear_idx = gearNum - 1;
next_gear_idx = cur_gear_idx + 1;
next_dir = dir * -1;
while (1) {
if (next_gear_idx > 3) break;
if (gear[cur_gear_idx][2] == gear[next_gear_idx][6]) break;
res[next_gear_idx] = { 1, next_dir };
cur_gear_idx = next_gear_idx;
next_gear_idx = next_gear_idx + 1;
next_dir *= -1;
}
return res;
}
// 해당 기어를 회전시키는 함수
// 1 : 시계 방향, -1 : 반시계 방향
void rotate_gear(int gear_idx, int dir) {
if (dir == 1) {
rotate(gear[gear_idx].begin(), gear[gear_idx].end() - 1, gear[gear_idx].end());
}
else if (dir == -1) {
rotate(gear[gear_idx].begin(), gear[gear_idx].begin() + 1, gear[gear_idx].end());
}
}
void Input() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
cin >> gear[i];
}
}
void solve() {
Input();
int K; cin >> K;
while (K--) {
int gear_num, dir;
cin >> gear_num >> dir;
// 어떤 톱니바퀴가 영향을 받는지 체크한 뒤 해당 톱니바퀴들을 회전시킨다
vector< pair<bool, int> > related = CheckRelatedGear(gear_num, dir);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
if (related[i].first == true) {
rotate_gear(i, related[i].second);
}
}
}
cout << calcClockPoint() << '\n';
}
int main() {
#ifdef _DEBUG
// freopen_s(new FILE*, "input.txt", "r", stdin);
int TC; cin >> TC;
for (int i = 1; i <= TC; i++) {
printf("TC : %d\n", i);
solve();
}
#else
solve();
#endif
return 0;
}