N번째 큰 수

조소복·2022년 10월 26일
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문제

N×N의 표에 수 N2개 채워져 있다. 채워진 수에는 한 가지 특징이 있는데, 모든 수는 자신의 한 칸 위에 있는 수보다 크다는 것이다. N=5일 때의 예를 보자.

이러한 표가 주어졌을 때, N번째 큰 수를 찾는 프로그램을 작성하시오. 표에 채워진 수는 모두 다르다.

입력

첫째 줄에 N(1 ≤ N ≤ 1,500)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 각 줄마다 N개의 수가 주어진다. 표에 적힌 수는 -10억보다 크거나 같고, 10억보다 작거나 같은 정수이다.

출력

첫째 줄에 N번째 큰 수를 출력한다.

예제 입력 1

5
12 7 9 15 5
13 8 11 19 6
21 10 26 31 16
48 14 28 35 25
52 20 32 41 49

예제 출력 1

35

문제 풀이

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.StringTokenizer;

public class BJ2075 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st;

        int N=Integer.parseInt(br.readLine());

        PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());

        for(int i=0;i<N;i++){
            st=new StringTokenizer(br.readLine());
            for(int j=0;j<N;j++){
                queue.add(Integer.parseInt(st.nextToken()));
            }
        }

        for(int i=0;i<N-1;i++){
            queue.poll();
        }

        System.out.println(queue.peek());
    }
}

문제에는 N*N 크기의 배열이 주어지고 위의 행에 있는 숫자보다 큰 수가 배치되어있다는 조건이 주어지지만

사실상 모든 배열값들을 내림차순으로 정렬하여 N번째에 있는 숫자를 출력하면 되는 문제였다.

이럴때 sort라는 정렬을 이용할 수 있지만 우선순위 큐를 이용하여 문제를 해결했다.


우선순위큐로 정렬하기

PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());

for(int i=0;i<N;i++){
    st=new StringTokenizer(br.readLine());
    for(int j=0;j<N;j++){
        queue.add(Integer.parseInt(st.nextToken()));
    }
}

for(int i=0;i<N-1;i++){
    queue.poll();
}

우선순위큐를 사용하기 위해 PriorityQueue라는 객체를 선언해준다.

이때, 우리가 찾아야하는 것은 많은 숫자들 중 N번째로 숫자를 찾아야하기 때문에 내림차순으로 정렬이 되어야한다.

때문에 PriorityQueue를 선언할 때 Comparator.reverseOrder() 를 이용하여 내림차순으로 정렬이 되도록해준다.

queue를 poll 했을 때, 가장 큰 숫자가 출력되는 것이다.


문제의 조건에 집중하여 현재에 위치한 값보다 위에 위치한 값이 더 작다는 것을 이용하여 풀려고 로직을 생각해봤는데 단순히 숫자를 모두 받은 후 정렬을 시켜 N번째 숫자를 확인하면 되었다.

다만 정렬을 할 때 우선순위 큐가 아닌 일반 배열을 이용하면 시간초과가 발생한다.

시간초과 발생하는 정렬

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st;

        int N=Integer.parseInt(br.readLine());

        Integer[] number=new Integer[N*N];

        int idx=0;
        for(int i=0;i<N;i++){
            st=new StringTokenizer(br.readLine());
            for(int j=0;j<N;j++) {
                number[idx++] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }

        Arrays.sort(number, Collections.reverseOrder());

        System.out.println(number[N-1]);
    }
}

단순히 Integer[] 배열로 받고 Arrays.sort()를 이용하여 정렬을 했더니 시간초과가 발생했다.

우선순위 큐는 최소힙을 이용하여 정렬을 하기 때문에 일반 정렬보다는 시간복잡도가 적다는 장점이 있어 시간초과가 발생하지 않을 수 있는 것이다.

위: 일반 정렬, 아래 : 우선순위 큐

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