[프로그래머스] Lv2. 두 큐 합 같게 만들기 (Java)

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

프로그래머스

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문제

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.

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.

입출력 예

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풀이

먼저 배열에 담겨있는 큐 2개를 큐 자료구조에 넣어줍니다. 

그리고 각 큐의 원소의 합인 sum1, sum2와 총합인 total을 구하고 각 큐는 값이 같아야 하기 때문에 2로 나눠줍니다.

 

문제에서 "합 계산 과정 중 산술 오버플로우 발생 가능성이 있으므로 long type 고려가 필요하다"고 했기 때문에 합을 나타내는 total, sum1, sum2는 long형으로 선언했습니다.

Queue<Integer> q1 = new LinkedList<>();
Queue<Integer> q2 = new LinkedList<>();

long total = 0;
long sum1 = 0, sum2 = 0;
for(int i=0; i<queue1.length; i++){
    total += queue1[i];
    sum1 += queue1[i];
    q1.offer(queue1[i]);

    total += queue2[i];
    sum2 += queue2[i];
    q2.offer(queue2[i]);
}

total /= 2;

 

이제 각 큐의 합이 같아질 때까지 poll과 offer를 반복해야합니다.

sum1이 total보다 작다면 값을 추가해야 하므로 q2에서 poll한 값을 q1에 offer 해야 하고,

sum2이 total보다 크다면 값을 빼줘야 하므로 q1에서 poll 한 값을 q2에 offer 해야 합니다.

sum1과 sum2가 같다면 반복문을 종료합니다.

 

문제에서 queue1과 queue2의 길이는 최대 300,000라고 했는데, 이 때 연산이 600,000번이 되면 즉 queue1과 queue2가 원소가 swap 됐을 때에도 sum1 == sum2를 만족하지 않는다면 어떤 방법을 써도 합을 같게 만들 수 없습니다. 따라서 이 경우에도 반복문을 종료합니다.

 

큐에 있는 합을 구할 때 매번 반복문을 돌면서 합을 구하면 시간이 오래 걸리기 때문에 sum에서 poll되는 원소의 값을 빼주고, sum에 offer되는 원소의 값을 더해주는 식으로 합을 구했습니다.

int cnt = 0; // 작업 횟수
while(cnt < 600000){
    if(sum1 < total){
        int value2 = q2.poll();
        sum1 += value2;
        q1.offer(value2);
        sum2 -= value2;

        cnt++;
    }
    else if(sum1 > total){
        int value1 = q1.poll();
        sum1 -= value1;
        sum2 += value1;
        q2.offer(value1);

        cnt++;
    }
    else{
        break;
    }

}

 

sum1이 total과 같다면 두 큐의 합이 같은 것이기 때문에 answer는 cnt가 되고, sum1과 total이 다르다면 합을 같게 만들 수 없는 것이기 때문에 answer는 -1이 됩니다.

if(sum1 == total){
    answer = cnt;
}
else{
    answer = -1;
}

return answer;

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소스코드

import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(int[] queue1, int[] queue2) {
        int answer = 0;
        Queue<Integer> q1 = new LinkedList<>();
        Queue<Integer> q2 = new LinkedList<>();
        
        long total = 0;
        long sum1 = 0, sum2 = 0;
        for(int i=0; i<queue1.length; i++){
            sum1 += queue1[i];
            q1.offer(queue1[i]);
            
            sum2 += queue2[i];
            q2.offer(queue2[i]);
        }
        
        total = (sum1 + sum2) / 2;
        
        int cnt = 0;
        while(cnt < 600000){
            if(sum1 < total){
                int value2 = q2.poll();
                sum1 += value2;
                q1.offer(value2);
                sum2 -= value2;
                
                cnt++;
            }
            else if(sum1 > total){
                int value1 = q1.poll();
                sum1 -= value1;
                sum2 += value1;
                q2.offer(value1);

                cnt++;
            }
            else{
                break;
            }
            
        }
        
        if(sum1 == total){
            answer = cnt;
        }
        else{
            answer = -1;
        }
        
        return answer;
    }
}