[백준] 18258번: 큐 2 - c++

큐 2

문제

정수를 저장하는 큐를 구현한 다음, 입력으로 주어지는 명령을 처리하는 프로그램을 작성하시오.

명령은 총 여섯 가지이다.

• push X: 정수 X를 큐에 넣는 연산이다.
• pop: 큐에서 가장 앞에 있는 정수를 빼고, 그 수를 출력한다. 만약 큐에 들어있는 정수가 없는 경우에는 -1을 출력한다.
• size: 큐에 들어있는 정수의 개수를 출력한다.
• empty: 큐가 비어있으면 1, 아니면 0을 출력한다.
• front: 큐의 가장 앞에 있는 정수를 출력한다. 만약 큐에 들어있는 정수가 없는 경우에는 -1을 출력한다.
• back: 큐의 가장 뒤에 있는 정수를 출력한다. 만약 큐에 들어있는 정수가 없는 경우에는 -1을 출력한다.

입력

첫째 줄에 주어지는 명령의 수 N (1 ≤ N ≤ 2,000,000)이 주어진다. 둘째 줄부터 N개의 줄에는 명령이 하나씩 주어진다. 주어지는 정수는 1보다 크거나 같고, 100,000보다 작거나 같다. 문제에 나와있지 않은 명령이 주어지는 경우는 없다.

출력

출력해야하는 명령이 주어질 때마다, 한 줄에 하나씩 출력한다.

예제

문제 정의

이 문제는 큐의 개념을 알면 쉽게 풀 수 있다.

그러나!
c++에 익숙하지 않으면 이 문제에서 vector 자료구조를 사용해 q의 성질에 맞게 로직을 구현할 수 있는데, 그렇게 하면 시간초과가 발생한다..

vector를 쓴 코드

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, a;
string s;
int main() {
  ios_base::sync_with_stdio(false);
  cin.tie(NULL);
  cin >> n;
  vector<int> q;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cin >> s;
    if (s=="push") {
      cin >> a;
      q.push_back(a);
    }
    else if (s=="front") {
      if (q.empty())
        cout << "-1\n";
      else
        cout << q.front() << "\n";
    }
    else if (s=="back") {
      if (q.empty())
        cout << "-1\n";
      else
        cout << q.back() << "\n";
    }
    else if (s=="empty") {
      if (q.empty()) cout << "1\n";
      else cout << "0\n";
    }
    else if (s=="size") {
      cout << q.size() << "\n";
    }
    else if (s=="pop") {
      if (q.empty()) cout << "-1\n";
      else {
        cout << q.front() << "\n";
        q.erase(q.begin());
      }
    }
  }
  return 0;
}

입출력은 제대로 되는데 시간초과가 발생하는 이유에 대해 찾아봤다.

원인은 q.erase(q.begin())의 시간 복잡도 때문이었다.

vector의 erase 함수는 특정 위치의 요소를 제거한 후, 그 뒤에 있는 모든 요소를 앞으로 한 칸씩 이동시킨다.

따라서 이 연산의 시간 복잡도가 O(n)이다.

최악의 경우 O(n^2)가 되므로 시간초과가 나는것이다!
문제에서 N (1 ≤ N ≤ 2,000,000) 이므로 최악의 경우 2,000,000 x 2,000,000 = 4,000,000,000,000
즉, 4조가 된다 (1억의 연산이 1초라고 가정했을 때, 시간초과가 날 수 밖에 없다.)

그래서 c++에 있는 queue 자료구조를 이용하면 된다. queue의 pop()은 O(1)의 시간복잡도를 가지기 때문이다.

queue를 쓴 코드

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, a;
string s;
int main() {
  ios_base::sync_with_stdio(false);
  cin.tie(NULL);
  cin >> n;
  queue<int> q;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cin >> s;
    if (s=="push") {
      cin >> a;
      q.push(a);
    }
    else if (s=="front") {
      if (q.empty())
        cout << "-1\n";
      else
        cout << q.front() << "\n";
    }
    else if (s=="back") {
      if (q.empty())
        cout << "-1\n";
      else
        cout << q.back() << "\n";
    }
    else if (s=="empty") {
      if (q.empty()) cout << "1\n";
      else cout << "0\n";
    }
    else if (s=="size") {
      cout << q.size() << "\n";
    }
    else if (s=="pop") {
      if (q.empty()) cout << "-1\n";
      else {
        cout << q.front() << "\n";
        q.pop();
      }
    }
  }
  return 0;
}