톱니바퀴
총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 아래 그림과 같이 일렬로 놓여져 있다. 또, 톱니는 N극 또는 S극 중 하나를 나타내고 있다. 톱니바퀴에는 번호가 매겨져 있는데, 가장 왼쪽 톱니바퀴가 1번, 그 오른쪽은 2번, 그 오른쪽은 3번, 가장 오른쪽 톱니바퀴는 4번이다.
이때, 톱니바퀴를 총 K번 회전시키려고 한다. 톱니바퀴의 회전은 한 칸을 기준으로 한다. 회전은 시계 방향과 반시계 방향이 있고, 아래 그림과 같이 회전한다.
톱니바퀴를 회전시키려면, 회전시킬 톱니바퀴와 회전시킬 방향을 결정해야 한다. 톱니바퀴가 회전할 때, 서로 맞닿은 극에 따라서 옆에 있는 톱니바퀴를 회전시킬 수도 있고, 회전시키지 않을 수도 있다. 톱니바퀴 A를 회전할 때, 그 옆에 있는 톱니바퀴 B와 서로 맞닿은 톱니의 극이 다르다면, B는 A가 회전한 방향과 반대방향으로 회전하게 된다. 예를 들어, 아래와 같은 경우를 살펴보자.
두 톱니바퀴의 맞닿은 부분은 초록색 점선으로 묶여있는 부분이다. 여기서, 3번 톱니바퀴를 반시계 방향으로 회전했다면, 4번 톱니바퀴는 시계 방향으로 회전하게 된다. 2번 톱니바퀴는 맞닿은 부분이 S극으로 서로 같기 때문에, 회전하지 않게 되고, 1번 톱니바퀴는 2번이 회전하지 않았기 때문에, 회전하지 않게 된다. 따라서, 아래 그림과 같은 모양을 만들게 된다.
위와 같은 상태에서 1번 톱니바퀴를 시계 방향으로 회전시키면, 2번 톱니바퀴가 반시계 방향으로 회전하게 되고, 2번이 회전하기 때문에, 3번도 동시에 시계 방향으로 회전하게 된다. 4번은 3번이 회전하지만, 맞닿은 극이 같기 때문에 회전하지 않는다. 따라서, 아래와 같은 상태가 된다.
톱니바퀴의 초기 상태와 톱니바퀴를 회전시킨 방법이 주어졌을 때, 최종 톱니바퀴의 상태를 구하는 프로그램을 작성하시오.
입력
첫째 줄에 1번 톱니바퀴의 상태, 둘째 줄에 2번 톱니바퀴의 상태, 셋째 줄에 3번 톱니바퀴의 상태, 넷째 줄에 4번 톱니바퀴의 상태가 주어진다. 상태는 8개의 정수로 이루어져 있고, 12시방향부터 시계방향 순서대로 주어진다. N극은 0, S극은 1로 나타나있다.
다섯째 줄에는 회전 횟수 K(1 ≤ K ≤ 100)가 주어진다. 다음 K개 줄에는 회전시킨 방법이 순서대로 주어진다. 각 방법은 두 개의 정수로 이루어져 있고, 첫 번째 정수는 회전시킨 톱니바퀴의 번호, 두 번째 정수는 방향이다. 방향이 1인 경우는 시계 방향이고, -1인 경우는 반시계 방향이다.
출력
총 K번 회전시킨 이후에 네 톱니바퀴의 점수의 합을 출력한다. 점수란 다음과 같이 계산한다.
1번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 1점
2번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 2점
3번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 4점
4번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 8점
풀이
처음 이 문제를 읽으면 회전시키는 방법이 난해할 수 있으나, 이는 덱 자료구조를 이용하여 회전로직을 구현할 수 있습니다. 자체적으로 rotate 함수도 내장되어 있습니다. 덱 자료구조는 배열과 다르게 양쪽에서 모두 삽입, 삭제가 가능한 구조를 이야기 합니다. 파이썬에서는 덱을 이용해서 큐를 만들기도 합니다.
시계방향으로 회전하는 것은 12시부터 모든 원소가 한칸씩 오른쪽으로 이동하는 것입니다. 여기서 마지막 원소는 첫번째 원소의 자리로 이동해야합니다.
반시계방향은 시계방향과 반대로 모든 원소가 한칸씩 왼쪽으로 이동해야 합니다. 마찬가지로 첫번째 원소는 마지막 원소의 자리로 이동해야합니다.
이제 로직을 구성하겠습니다. 1번이던 혹은 2번, 3번일지라도 톱니를 회전시키면 양쪽의 톱니를 확인해서 회전시키도록 로직을 구성하겠습니다. 중요한 것은 먼저 회전시키면 원소의 자리가 변하기 때문에 회전 이전의 모양에서 회전 조건을 기록해야 합니다.
import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline
# 편의를 위해서 1번 인덱스부터 사용
arr = [0]
for _ in range(4):
arr.append(deque(list(map(int, input().rstrip()))))
k = int(input())
for _ in range(k):
history = [0]
for i in range(1, 4):
# 각 톱니의 회전가능 여부
history.append(arr[i][2] == arr[i+1][6])
n, m = map(int, input().split())
# 왼쪽, 오른쪽 톱니들의 회전 방향
r, l = -m, -m
# 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전
if m == 1:
arr[n].appendleft(arr[n].pop())
else:
arr[n].append(arr[n].popleft())
# 톱니 기준 오른쪽 톱니들 회전
for i in range(n+1, 5):
if history[i-1]:
break
if r == 1:
arr[i].appendleft(arr[i].pop())
else:
arr[i].append(arr[i].popleft())
r *= -1
# 톱니 기준 왼쪽 톱니들 회전
for i in range(n-1, 0, -1):
if history[i]:
break
if l == 1:
arr[i].appendleft(arr[i].pop())
else:
arr[i].append(arr[i].popleft())
l *= -1
result = 0
# 톱니들 점수계산
for i in range(1, 5):
if arr[i][0] == 1:
result += 2**(i-1)
print(result)
+
처음 문제풀이를 생각할때는 각 번호마다 로직을 작성하였습니다만, 너무 코드가 길어져서 어떤 번호든 회전시킬 수 있는 로직을 생각해냈습니다. 좋은 경험이 되었던 것 같습니다.
