[프로그래머스/Python] 이중우선순위큐

고운·2024년 3월 25일

알고리즘

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문제 설명

이중 우선순위 큐는 다음 연산을 할 수 있는 자료구조를 말합니다.

명령어수신 탑(높이)
I 숫자큐에 주어진 숫자를 삽입합니다.
D 1큐에서 최댓값을 삭제합니다.
D -1큐에서 최솟값을 삭제합니다.

이중 우선순위 큐가 할 연산 operations가 매개변수로 주어질 때, 모든 연산을 처리한 후 큐가 비어있으면 [0,0] 비어있지 않으면 [최댓값, 최솟값]을 return 하도록 solution 함수를 구현해주세요.

제한사항

  • operations는 길이가 1 이상 1,000,000 이하인 문자열 배열입니다.
  • operations의 원소는 큐가 수행할 연산을 나타냅니다.
  • 원소는 “명령어 데이터” 형식으로 주어집니다.- 최댓값/최솟값을 삭제하는 연산에서 최댓값/최솟값이 둘 이상인 경우, 하나만 삭제합니다.
  • 빈 큐에 데이터를 삭제하라는 연산이 주어질 경우, 해당 연산은 무시합니다.

입출력 예

operationsreturn
["I 16", "I -5643", "D -1", "D 1", "D 1", "I 123", "D -1"][0,0]
["I -45", "I 653", "D 1", "I -642", "I 45", "I 97", "D 1", "D -1", "I 333"][333, -45]

입출력 예 설명

입출력 예 #1

  • 16과 -5643을 삽입합니다.
  • 최솟값을 삭제합니다. -5643이 삭제되고 16이 남아있습니다.
  • 최댓값을 삭제합니다. 16이 삭제되고 이중 우선순위 큐는 비어있습니다.
  • 우선순위 큐가 비어있으므로 최댓값 삭제 연산이 무시됩니다.
  • 123을 삽입합니다.
  • 최솟값을 삭제합니다. 123이 삭제되고 이중 우선순위 큐는 비어있습니다.
  • 따라서 [0, 0]을 반환합니다.

입출력 예 #2

  • 45와 653을 삽입후 최댓값(653)을 삭제합니다. -45가 남아있습니다.
  • 642, 45, 97을 삽입 후 최댓값(97), 최솟값(-642)을 삭제합니다. -45와 45가 남아있습니다.
    333을 삽입합니다.
  • 이중 우선순위 큐에 -45, 45, 333이 남아있으므로, [333, -45]를 반환합니다.

풀이
처음에는 heap을 두 개 사용해서 최소 힙과 최대 힙을 구성하려했는데 특정 값을 pop했을 때 두 힙을 동기화 시켜주는 부분이 까다로울 것 같다는 생각이 들었다
따라서 최대 힙을 만들어 줄 때 -1을 곱해주는 방식에 기반해서 하나의 힙으로 구현했다

최소값을 삭제하는 명령어 일 때는 별 다른 처리를 해주지 않고 heap에서 pop을 하면 된다
다만 최대값을 삭제해야하는 경우 map 함수를 사용해서 리스트의 모든 원소들에 -1을 곱해주고 heapify와 heappop을 수행했다
이후에는 다시 리스트의 모든 원소들에 -1을 곱해 원 상태로 복귀시키고 heapify를 수행한다

사실 내 풀이는 O(n2)O(n^2)의 시간복잡도를 갖기 때문에 통과하기 어려운 코드가 맞는데, 이상하게도 정답이 되었다

코드

import heapq
def solution(operations):
    arr = []
    for command in operations:
        if command[0] == "I":
            heapq.heappush(arr, int(command[2:]))
            # print("push %d result : "%(int(command[2:])),arr)
        else:
            if arr:
                if command[2:] == "1":
                    arr = list(map(lambda x:-x, arr))
                    heapq.heapify(arr)
                    num = heapq.heappop(arr)
                    arr = list(map(lambda x:-x, arr))
                    heapq.heapify(arr)
                    # print("pop max %d result : "%(-num),arr)
                else:
                    num = heapq.heappop(arr)
                    # print("pop min %d result : "%(num),arr)
    if arr:
        return [max(arr), min(arr)]
    else:
        return [0,0]

좋은 코드
나와 비슷하게 하나의 heap을 가지고 최대와 최소를 구하고 시간복잡도도 괜찮은 코드가 있었다
최대값을 구할 때가 문제가 되므로, O(n)O(n)의 시간복잡도가 생기는 나의 방법을 사용하기보다 오름차순으로 정렬된 arr에서 맨 마지막 원소를 pop하면 된다
heap은 최소값을 제외한 나머지 요소들의 순서를 건드리지 않는다고 한다 따라서 insert 한 후에 정렬해주면 된다

import heapq
def solution(operations):
    q = []

    for op in operations:
        if op == "D 1":
            if q: q.pop()
        elif op == "D -1":
            if q: heapq.heappop(q)
        else:
            num = int(op.split(" ")[-1])
            heapq.heappush(q, num)
            q.sort()
    if q:
        return [q[-1], q[0]]
    else:
        return [0, 0]
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