[백준] #20055 컨베이어 벨트 위의 로봇(python)

📌문제

길이가 N인 컨베이어 벨트가 있고, 길이가 2N인 벨트가 이 컨베이어 벨트를 위아래로 감싸며 돌고 있다. 벨트는 길이 1 간격으로 2N개의 칸으로 나뉘어져 있으며, 각 칸에는 아래 그림과 같이 1부터 2N까지의 번호가 매겨져 있다.

벨트가 한 칸 회전하면 1번부터 2N-1번까지의 칸은 다음 번호의 칸이 있는 위치로 이동하고, 2N번 칸은 1번 칸의 위치로 이동한다. i번 칸의 내구도는 Ai이다. 위의 그림에서 1번 칸이 있는 위치를 "올리는 위치", N번 칸이 있는 위치를 "내리는 위치"라고 한다.

컨베이어 벨트에 박스 모양 로봇을 하나씩 올리려고 한다. 로봇은 올리는 위치에만 올릴 수 있다. 언제든지 로봇이 내리는 위치에 도달하면 그 즉시 내린다. 로봇은 컨베이어 벨트 위에서 스스로 이동할 수 있다. 로봇을 올리는 위치에 올리거나 로봇이 어떤 칸으로 이동하면 그 칸의 내구도는 즉시 1만큼 감소한다.

컨베이어 벨트를 이용해 로봇들을 건너편으로 옮기려고 한다. 로봇을 옮기는 과정에서는 아래와 같은 일이 순서대로 일어난다.

1. 벨트가 각 칸 위에 있는 로봇과 함께 한 칸 회전한다.

2. 가장 먼저 벨트에 올라간 로봇부터, 벨트가 회전하는 방향으로 한 칸 이동할 수 있다면 이동한다. 만약 이동할 수 없다면 가만히 있는다.
   2-1. 로봇이 이동하기 위해서는 이동하려는 칸에 로봇이 없으며, 그 칸의 내구도가 1 이상 남아 있어야 한다.

3. 올리는 위치에 있는 칸의 내구도가 0이 아니면 올리는 위치에 로봇을 올린다.

4. 내구도가 0인 칸의 개수가 K개 이상이라면 과정을 종료한다. 그렇지 않다면 1번으로 돌아간다.

종료되었을 때 몇 번째 단계가 진행 중이었는지 구해보자. 가장 처음 수행되는 단계는 1번째 단계이다.

입력

첫째 줄에 N, K가 주어진다. 둘째 줄에는 A1, A2, ..., A2N이 주어진다.

출력

몇 번째 단계가 진행 중일때 종료되었는지 출력한다.

제한

• 2 ≤ N ≤ 100
• 1 ≤ K ≤ 2N
• 1 ≤ Ai ≤ 1,000

예제 입력1

3 2
1 2 1 2 1 2

예제 출력1

2

예제 입력2

3 6
10 10 10 10 10 10

예제 출력2

31

예제 입력3

4 5
10 1 10 6 3 4 8 2

예제 출력3

24

예제 입력4

5 8
100 99 60 80 30 20 10 89 99 100

예제 출력4

472

백준 20055번 문제

💡Idea

생각보다 꼼꼼하게 처리해주어야 할 부분들이 은근히 있는 문제였습니다🥴

1. 처음에는 로봇이 하나도 없는 채로 시작한다

처음부터 올리는 위치에 로봇이 하나 올라가 있는 줄 알았는데, 처음에는 로봇이 하나도 없는 채로 시작하는 것이었습니다!

그래서 그냥 과정을 순서대로 잘 구현하시면 답이 나오게 됩니다.

2. 로봇이 한 칸씩 이동할 때, 가장 먼저 벨트에 올라간 로봇부터 이동한다.

이 부분도 많은 분들이 처음에 고려하지 못하신 부분이었습니다.

먼저 올라간 로봇이 먼저 한 칸 이동해야 하기 때문에, 인덱스의 반대로 확인하면서(for i in range(N - 1, -1, -1) 식으로) 로봇을 한 칸씩 이동키셔야 합니다.

위 두 가지 조건을 잘 고려하면서, 저는 다음과 같이 구현을 해보았습니다.

1. 벨트의 회전🔄 : up와 down 두 변수의 값을 변경하며 올리는 위치과 내리는 위치를 설정한다.
2. 로봇의 한 칸 이동🤖 : up와 down 값에 따라 로봇을 이동시킨다.
3. 올리는 위치에 로봇 올리기🔺 : up의 위치에 로봇을 올린다.

실제로 벨트 리스트를 pop, append를 통해 변화시키며 올리는 위치와 내리는 위치를 0과 N - 1로 고정하여 구현할 수도 있었지만, 저는 리스트는 그대로 두고 두 개의 변수를 통해서 범위를 이동시키는 방법이 가장 먼저 떠올라 이렇게 구현해보았습니다.

예를 들어, 문제의 예시 1 같은 경우를 표현해보면 다음과 같습니다.

벨트를 한 번 회전시키면 아래의 1)번과 같이 up과 down이 이동합니다.
처음에는 로봇이 없으니 로봇 이동 시 robots의 변화는 없습니다.

그리고, 2)의 올리는 위치에 로봇 올리기를 실행하기 위해서 up의 위치인 index 5에 로봇을 올리고 내구도를 1 감소해줍니다.

💻코드

• ⏰ 시간 : 2344 ms / 메모리 : 30840 KB

import sys
input = sys.stdin.readline

N, K = map(int, input().split())
A = list(map(int, input().split()))

up, down, ans, zero = 0, N - 1, 0, 0 # 올리는 위치, 내리는 위치, 정답, 내구도 0인 칸 개수
robots = [0] * (2 * N) # 로봇 존재 여부 저장


def move_robots(start, end): # [start:end] 범위 내 로봇을 한 칸 옮기는 함수
    for i in range(start, end, -1):
        if robots[i] == 1: # 로봇이 존재하는 칸인 경우
            next_pos = (i + 1) % (2 * N)
            if robots[next_pos] == 0 and A[next_pos] > 0: # 다음 칸에 로봇이 없고 내구도가 0 이상인 경우 로봇 한 칸 이동
                robots[i] = 0
                robots[next_pos] = 1
                A[next_pos] -= 1
                if A[next_pos] == 0: # 칸의 내구도가 0이 되면 1 증가
                    global zero
                    zero += 1


while zero < K: # 4. 내구도가 0인 칸의 개수가 k개 이상인 경우 종료
	# 1. 벨트의 회전
    up = (up + (2 * N) - 1) % (2 * N)
    down = (down + (2 * N) - 1) % (2 * N)
    robots[down] = 0 # 내리는 위치에 있는 로봇 내리기
	
    # 2. 로봇의 이동
    if up < down:
        move_robots(down, up - 1)
    else:
        move_robots(down, -1)
        move_robots(2 * N - 1, up - 1)
    robots[down] = 0 # 내리는 위치에 있는 로봇 내리기

	# 3. 올리는 위치에 로봇 올리기
    if A[up] > 0 and robots[up] == 0:
        robots[up] = 1
        A[up] -= 1
        if A[up] == 0: zero += 1
    ans += 1

print(ans)

📝코드 설명

1. 벨트의 회전

up과 down을 아래와 같이 이동시켜야 했습니다.

current	next
0	2N - 1
1	0
2	1
...	...
2N - 1	2N - 2

따라서, 위의 표를 만족시키는 아래의 식을 통해서 up과 down을 한 칸씩 이동할 수 있도록 해주었습니다.

$(current + (2 * N) - 1) \;mod \;(2 * N)$

2. 로봇의 이동

로봇의 이동은 move_robots를 통해 구현되었습니다.

현재 up과 down 범위에 있는 로봇들만 이동을 해주면 됩니다. 이 때 아래와 같이 up과 down 값이 대소 관계에 따라 조금 다르게 처리해주어야 합니다.

1) up < down인 경우

이 경우 그냥 down에서부터 up까지 한 칸씩 내려가면서 로봇을 이동해주면 됩니다.

2) up > down인 경우

이 경우에는, down에서 up까지 한 번의 반복문으로 훑기가 어려워집니다.
따라서 down에서 0까지 한 번, 2N - 1에서 up까지 한 번 한 칸씩 내려가면서 로봇을 이동해주면 됩니다.

3. 올리는 위치에 로봇 올리기

up 위치에 로봇을 올릴 수 있다면 로봇을 올리고 내구도를 1 감소해줍니다.