[BOJ] 1927 - 최소 힙

황규빈·2022년 1월 21일
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알고리즘

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💎 문제


널리 잘 알려진 자료구조 중 최소 힙이 있다. 최소 힙을 이용하여 다음과 같은 연산을 지원하는 프로그램을 작성하시오.

  1. 배열에 자연수 x를 넣는다.
  2. 배열에서 가장 작은 값을 출력하고, 그 값을 배열에서 제거한다.

프로그램은 처음에 비어있는 배열에서 시작하게 된다.

💎 입력


첫째 줄에 연산의 개수 N(1 ≤ N ≤ 100,000)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 연산에 대한 정보를 나타내는 정수 x가 주어진다. 만약 x가 자연수라면 배열에 x라는 값을 넣는(추가하는) 연산이고, x가 0이라면 배열에서 가장 작은 값을 출력하고 그 값을 배열에서 제거하는 경우이다. x는 231보다 작은 자연수 또는 0이고, 음의 정수는 입력으로 주어지지 않는다.
ex)
9
0
12345678
1
2
0
0
0
0
32

💎 출력


입력에서 0이 주어진 횟수만큼 답을 출력한다. 만약 배열이 비어 있는 경우인데 가장 작은 값을 출력하라고 한 경우에는 0을 출력하면 된다.
ex)
0
1
2
12345678
0

💎 풀이 방법


자료 구조 문제도 풀어봐야한다구 생각해서 푼 문제인데 쏘이지하고 가볍게 최소 힙, 우선순위 큐에 대해서 개념을 알아갈 수 있던 좋은 문제였다. 문제는 굉장히 쉬우나 우선순위 큐를 사용하는 경우를 알아가는 문제이면서 앞으로 알고리즘 문제에서 우선순위 큐를 활용하는 경우가 있을 수 있기 때문에 잘 알아가도록 해보장.

0이 입력되었을 경우 배열에 아무것도 없다면 0을 출력, 배열에 값이 있다면 그 배열에 가장 작은 값을 출력하는 것이다. 이는 우선순위 큐가 선입선출 방식을 이용하여 먼저 들어온 것이 먼저 나갈 수 있도록 하나 들어온 값의 크기에 따라서 들어오는 대로 정렬이 되고 작은 값을 먼저 내보낼 수 있도록 하는 문제이다.

STL클래스를 이용하여 BFS에서 계속 활용하였던 queue를 이용하여 문제를 풀었고 굉장히 쉽게 풀 수 있었다. 다만!! 주의해야할점은 입력과 출력이이 for문에 들어가 있어서 저번 구간 합 구하기 4 문제에서 확인한 시간초과를 주의하여 풀어야 하였다.
(참고-> 구간 합 구하기 4)
따라서

    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);

이를 이용하여 시간초과를 해결하여 주었다.

우선순위 큐에 대해 잠시 알아보자면!!!
2학년 자료구조 시간에 배웠던 우선순위 큐에는 3가지 구현방식인 배열, 연결 리스트, 힙을 이용하여 구현할 수 있었다. 다만 배열은 삽입을 위해 배열에 저장된 데이터를 일일히 다 검색해야한다는 점과 삽입 삭제 과정이 매우 번거롭다는 단점이 있으며, 연결리스트는 데이터가 많아질 경우 삽입 과정이 매우 큰 시간을 차지할 수 있기 때문에(첫번째 노드부터 마지막까지 검사) 힙을 이용한 우선 순위 큐를 구현하는 것이 가장 적절하다!!

힙을 이용하여 top()우선순위가 가장 높은 것을 삭제 하였다면 다음 우선 순위에 해당하는 노드는 마지막 노드를 루트인 top()으로 옮기고 다시 다음 노드들과 우선순위를 비교하는 방식으로 재배치 시키는 것이다. 힙을 이용한 우선순위 큐 구현이 제일 합리적이다는 것을 명심하자!!! 여기서는 STL클래스 사용해서 풀었지만,,,ㅎㅎ ㅠㅠ

💎 전체 코드


#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
int N;
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq;

int main(int argc, const char * argv[]) {

    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);
    
    cin >> N;
    for(int i = 0;i < N;i++){
        int temp;
        cin >> temp;
        if(temp == 0)
            if(pq.empty())
                cout << 0 << "\n";
            else{
                cout << pq.top() << "\n";
                pq.pop();
            }
        else
            pq.push(temp);
    }
    return 0;
}

💎 고민


백준 클래스3을 드디어 깨는 마지막 문제였는데 사실 난이도가 그렇게 높은 문제들이 많지 않아서 남은 3+로 가는 10문제나 클래스 4문제에서 좀 어렵다고 생각했던 문제들을 이제 풀어봐야겠다!!! 골드 문제를 최근에 너무 안접해봐서 고민하는 시간을 쫙 늘려보고 사고를 확장시킬 수 있도록 노력해봐야겠당

화팅하자!!!!

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안녕하세욤

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