[프로그래머스][Python] 섬 연결하기

김지훈·2024년 1월 26일

알고리즘

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📒 문제 설명

🔖 https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42861

📖 문제
n개의 섬 사이에 다리를 건설하는 비용(costs)이 주어질 때, 최소의 비용으로 모든 섬이 서로 통행 가능하도록 만들 때 필요한 최소 비용을 return 하도록 solution을 완성하세요.
다리를 여러 번 건너더라도, 도달할 수만 있으면 통행 가능하다고 봅니다. 예를 들어 A 섬과 B 섬 사이에 다리가 있고, B 섬과 C 섬 사이에 다리가 있으면 A 섬과 C 섬은 서로 통행 가능합니다.

🚫 제한사항

  • 섬의 개수 n은 1 이상 100 이하입니다.
  • costs의 길이는 ((n-1) * n) / 2이하입니다.
  • 임의의 i에 대해, costs[i][0] 와 costs[i][1]에는 다리가 연결되는 두 섬의 번호가 들어있고, costs[i][2]에는 이 두 섬을 연결하는 다리를 건설할 때 드는 비용입니다.
  • 같은 연결은 두 번 주어지지 않습니다. 또한 순서가 바뀌더라도 같은 연결로 봅니다. 즉 0과 1 사이를 연결하는 비용이 주어졌을 때, 1과 0의 비용이 주어지지 않습니다.
  • 모든 섬 사이의 다리 건설 비용이 주어지지 않습니다. 이 경우, 두 섬 사이의 건설이 불가능한 것으로 봅니다.
  • 연결할 수 없는 섬은 주어지지 않습니다.

✏️ 풀이 과정

📝 접근 및 이론적 배경

  • 기본적인 최소 비용 신장 트리를 구하는 문제이다.

🔎 신장 트리 (Spanning Tree)

  • 모든 정점이 포함되어 있으면서 정점 간 서로 연결되어 있고, 사이클이 존재하지 않는 트리이다.

  • 신장 트리의 정점의 개수가 n일 때, 간선의 개수는 n - 1이다.

🔎 크루스칼 알고리즘 (Kruskal's Algorithm)

  • 가중치 그래프에서 최소 비용 신장 트리를 찾는 그리디 알고리즘이다. 가장 낮은 가중치를 가진 간선부터 추가하여 트리를 구성한다.

  • 서로 다른 두 집합을 병합하는 union 연산과, 특정 원소가 속해있는 집합을 반환하는 find 연산을 이용하여 사이클을 처리한다.

✨ 소스 코드

import sys
input = sys.stdin.readline

def solution(n, costs):
    answer = 0
    parent = [i for i in range(n)]

    def find(v):
        if parent[v] != v:
            parent[v] = find(parent[v])
        return parent[v]
	
    # 가중치 순으로 정렬
    costs.sort(key=lambda x: x[2])

    for c in costs:
        root1 = find(c[0])
        root2 = find(c[1])

        if root1 != root2:
            parent[root2] = root1 # union
            answer += c[2]

    return answer

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