백준 문제풀이 9466 텀 프로젝트

문제

이번 가을학기에 '문제 해결' 강의를 신청한 학생들은 텀 프로젝트를 수행해야 한다. 프로젝트 팀원 수에는 제한이 없다. 심지어 모든 학생들이 동일한 팀의 팀원인 경우와 같이 한 팀만 있을 수도 있다. 프로젝트 팀을 구성하기 위해, 모든 학생들은 프로젝트를 함께하고 싶은 학생을 선택해야 한다. (단, 단 한 명만 선택할 수 있다.) 혼자 하고 싶어하는 학생은 자기 자신을 선택하는 것도 가능하다.

학생들이(s1, s2, ..., sr)이라 할 때, r=1이고 s1이 s1을 선택하는 경우나, s1이 s2를 선택하고, s2가 s3를 선택하고,..., sr-1이 sr을 선택하고, sr이 s1을 선택하는 경우에만 한 팀이 될 수 있다.

예를 들어, 한 반에 7명의 학생이 있다고 하자. 학생들을 1번부터 7번으로 표현할 때, 선택의 결과는 다음과 같다.

1	2	3	4	5	6	7
3	1	3	7	3	4	6

위의 결과를 통해 (3)과 (4, 7, 6)이 팀을 이룰 수 있다. 1, 2, 5는 어느 팀에도 속하지 않는다.

주어진 선택의 결과를 보고 어느 프로젝트 팀에도 속하지 않는 학생들의 수를 계산하는 프로그램을 작성하라.

입력

첫째 줄에 테스트 케이스의 개수 T가 주어진다. 각 테스트 케이스의 첫 줄에는 학생의 수가 정수 n (2 ≤ n ≤ 100,000)으로 주어진다. 각 테스트 케이스의 둘째 줄에는 선택된 학생들의 번호가 주어진다. (모든 학생들은 1부터 n까지 번호가 부여된다.)

출력

각 테스트 케이스마다 한 줄에 출력하고, 각 줄에는 프로젝트 팀에 속하지 못한 학생들의 수를 나타내면 된다.

예제 입력 1

2
7
3 1 3 7 3 4 6
8
1 2 3 4 5 6 7 8

예제 출력 1

3
0

풀이

이 문제는 dfs를 이용하여 풀었다. 또한 Map자료구조를 이용하여 메모라이제이션 기능을 구현했다. 시간 복잡도는 O(n log n)을 기대한다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    //dfs() 메서드 실행하면서 확인한 학생들 저장
    Map<Integer, Boolean> isChecked = new HashMap<>();

    //

    /**
     * 학생 수만큼 dfs() 반복문 돌리기
     * dsf() 실행 할 때마다 deque 생성
     * @param size : 학생 수
     * @param students : 학생 배열
     * @return : 팀에 속하지 않은 학생 수
     */
    public int solution(int size, int[] students) {
        int count = size;
        for (int node = 0; node < size; node++) {
            ArrayDeque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();
            count -= dfs(students, node, deque);
        }
        return count;
    }

    /**
     * 1. 학생 번호가 이미 확인한 번호인지 확인하고 확인한 번호라면 더이상 찾아볼 이유가 없기 때문에 0을 리턴한다. 
     * 2. 학생 번호가 확인한 번호가 아니라면, 학생 번호를 Map에 저장한다. 
     * 2-1. deque에 학생 번호를 추가한다.  
     * 2-2. 만약 학생이 희망하는 학생 번호가 이미 확인한 번호라면 반복문을 돈다. 
     * 3. 반복문을 돌때 상위 번호가 이미 확인한 번호라면 
     * 3-1. deque를 확인하면서 상위 번호가 나올때까지 삭제한다. 
     * 3-2. 상위 번호가 나온다면 반복문을 종료한다. 
     * 3-3. deque에 들어있는 갯수만큼 리턴한다. 
     * 4. dfs() 메서드의 node 파라미터값을 학생이 희망하는 번호 값을 집어넣고 호출한다.  
     * @param students 학생 배열
     * @param node 학생 번호
     * @param deque 확인한 학생 순서대로 queue 에 추가 한다. 
     * @return
     */
    public int dfs(int[] students, int node, ArrayDeque<Integer> deque) {
        int parentNode = students[node] - 1;
        if (Boolean.TRUE.equals(isChecked.getOrDefault(node, false)))
            return 0;
        isChecked.put(node, true);
        deque.addLast(node);
        if (Boolean.TRUE.equals(isChecked.getOrDefault(parentNode, false))) {
            while (!deque.isEmpty()) {
                if (parentNode == deque.peekFirst())
                    break;
                deque.poll();
            }
            return deque.size();
        }
        return dfs(students, parentNode, deque);
    }

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

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        StringTokenizer st;
        int count = Integer.parseInt(br.readLine());
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int size = Integer.parseInt(br.readLine());
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int[] arr = new int[size];
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                arr[j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
            Main main = new Main();
            sb.append(main.solution(size, arr)).append("\n");
        }
        System.out.println(sb);
    }
}

문제 상황

    public int dfs(int[] students, int number, ArrayDeque<Integer> deque) {
        if (deque.contains(number)) {
            while (deque.peekFirst() != number) 
                deque.poll();
            return deque.size();
        }
        deque.addLast(number);
        int target = students[number] - 1;
        if (Boolean.TRUE.equals(isChecked.getOrDefault(number, false))) {
            return 0;
        }
        isChecked.put(number, true);
        return dfs(students, target, deque);
    }

거의 성공할 수 있었던 dfs()로직이다. 정답 로직과 차이점은 deque.contains(number)의 유무인데, 너무 성급했던 나머지 contains()메서드의 시간복작도를 계산하지 못해서 백준 채점 80%에서 시간초과가 일어났다.
contains()메서드는 처음부터 끝까지 for 문을 돌면서 확인하는 메서드이기 때문에 신중하게 사용해야 하는 점을 꼭 기억해야겠다.