[프로그래머스] 더 맵게 Java 풀이

문제 설명

 

매운 것을 좋아하는 Leo는 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들고 싶습니다. 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들기 위해 Leo는 스코빌 지수가 가장 낮은 두 개의 음식을 아래와 같이 특별한 방법으로 섞어 새로운 음식을 만듭니다.

 

섞은 음식의 스코빌 지수 = 가장 맵지 않은 음식의 스코빌 지수 + (두 번째로 맵지 않은 음식의 스코빌 지수 * 2)

 

Leo는 모든 음식의 스코빌 지수가 K 이상이 될 때까지 반복하여 섞습니다.
Leo가 가진 음식의 스코빌 지수를 담은 배열 scoville과 원하는 스코빌 지수 K가 주어질 때, 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들기 위해 섞어야 하는 최소 횟수를 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

 

 

제한 사항

• scoville의 길이는 2 이상 1,000,000 이하입니다.
• K는 0 이상 1,000,000,000 이하입니다.
• scoville의 원소는 각각 0 이상 1,000,000 이하입니다.
• 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들 수 없는 경우에는 -1을 return 합니다.

 

 

입출력 예

scoville	K	return
[1, 2, 3, 9, 10, 12]	7	2

 

 

입출력 예 설명

1. 스코빌 지수가 1인 음식과 2인 음식을 섞으면 음식의 스코빌 지수가 아래와 같이 됩니다.
   새로운 음식의 스코빌 지수 = 1 + (2 * 2) = 5
   가진 음식의 스코빌 지수 = [5, 3, 9, 10, 12]
   
   
   
2. 스코빌 지수가 3인 음식과 5인 음식을 섞으면 음식의 스코빌 지수가 아래와 같이 됩니다.
   새로운 음식의 스코빌 지수 = 3 + (5 * 2) = 13
   가진 음식의 스코빌 지수 = [13, 9, 10, 12]

모든 음식의 스코빌 지수가 7 이상이 되었고 이때 섞은 횟수는 2회입니다.

 

 

문제가 힙 카테고리에 있어, 쉽게 접근했는데 만약 유형을 알지 못한 채로 문제를 접했다면 풀이를 떠올리는데 시간을 꽤 썼을 것 같다. 

풀이 접근 방법은 아래와 같다.

 

1. 정렬된 상태에서 앞의 값이 K보다 작으면
2. 2개를 뽑아 mix
3. mix 결과를 다시 데이터군에 넣어준다.
4. mix를 수행할 때마다 수행 횟수를 카운트한다.

 

유의 사항

* 2번에서 2개를 뽑기 전에 데이터군 내에 2개 이상 값이 존재하지 않으면 mix가 불가능하다. (2번 처리 전에 이를 확인해야 함)

 

 

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풀이 방법을 세우고 나서 이를 어떻게 구현할지 고민하게 되는데, scoville 배열로 인자를 받기 때문에 별도의 처리 없이 배열로 구현을 할 수도 있겠고, mix 과정을 계속 반복할 때마다 length가 계속 변화하기 때문에 ArrayList 활용도 검토해 볼 수 있겠다.

 

그런데 문제는 시간복잡도다. mix를 할 때마다 정렬을 수행해주어야 한다. 정렬은 N log N이 소요되는데, 이를 N번 수행하기 때문에 O(N^2 log N) 의 시간복잡도를 가지게 된다. 문제에서 데이터 길이가 최대  1,000,000으로 주어지기 때문에 이 방식으로 구현하기엔 무리가 있다. 

 

이 때, 힙 자료구조를 이용한 우선순위큐로 구현하게 되면 mix 결과를 삽입할 때마다 내부에서 자동으로 정렬을 수행해주는데 여기 소요되는 시간복잡도가 log N 이다. 결과적으로 O(N log N * log N) 으로 시간복잡도를 대폭 개선할 수 있고, 최악의 경우라도 (1,000,000 < 2^20) 4초 이내로 들어온다. 그래서 힙 자료구조를 사용해 이 문제를 해결하면 효율성 테스트에서도 충분히 통과하게 된다.

 

우선순위 큐와 힙 자료구조 참고 : sdesigner.tistory.com/76

 

import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(int[] scoville, int K) {
        int answer = 0;
        PriorityQueue<Long> pq = new PriorityQueue<>();
        for(int i = 0; i < scoville.length; i++){
            pq.add((long)scoville[i]);
        }
        
        // 정렬된 상태에서 맨 앞의 값이 k보다 작으면
        while(pq.peek() < K){
            // 2개를 뽑아 mix
            // 2개 이상 음식이 존재하지 않으면 mix 불가
            if(pq.size() < 2) return -1;
            long smallE = pq.poll();
            long bigE = pq.poll();
            // 결과를 다시 넣어준다
            long mixResult = smallE + (bigE * 2);
            pq.add(mixResult);
            // 섞은 회수 카운트
            answer++;
        }
        
        return answer;
    }
}