[알고리즘] 두 큐 합 같게 만들기 (프로그래머스 2022 Kakao Tech Internship)

코딩테스트 연습 - 두 큐 합 같게 만들기

문제 설명

길이가 같은 두 개의 큐가 주어집니다. 하나의 큐를 골라 원소를 추출(pop)하고, 추출된 원소를 다른 큐에 집어넣는(insert) 작업을 통해 각 큐의 원소 합이 같도록 만들려고 합니다. 이때 필요한 작업의 최소 횟수를 구하고자 합니다. 한 번의 pop과 한 번의 insert를 합쳐서 작업을 1회 수행한 것으로 간주합니다.

큐는 먼저 집어넣은 원소가 먼저 나오는 구조입니다. 이 문제에서는 큐를 배열로 표현하며, 원소가 배열 앞쪽에 있을수록 먼저 집어넣은 원소임을 의미합니다. 즉, pop을 하면 배열의 첫 번째 원소가 추출되며, insert를 하면 배열의 끝에 원소가 추가됩니다. 예를 들어 큐 [1, 2, 3, 4]가 주어졌을 때, pop을 하면 맨 앞에 있는 원소 1이 추출되어 [2, 3, 4]가 되며, 이어서 5를 insert하면 [2, 3, 4, 5]가 됩니다.

다음은 두 큐를 나타내는 예시입니다.

queue1 = [3, 2, 7, 2] queue2 = [4, 6, 5, 1]

두 큐에 담긴 모든 원소의 합은 30입니다. 따라서, 각 큐의 합을 15로 만들어야 합니다. 예를 들어, 다음과 같이 2가지 방법이 있습니다.

1. queue2의 4, 6, 5를 순서대로 추출하여 queue1에 추가한 뒤, queue1의 3, 2, 7, 2를 순서대로 추출하여 queue2에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [4, 6, 5], queue2는 [1, 3, 2, 7, 2]가 되며, 각 큐의 원소 합은 15로 같습니다. 이 방법은 작업을 7번 수행합니다.
2. queue1에서 3을 추출하여 queue2에 추가합니다. 그리고 queue2에서 4를 추출하여 queue1에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [2, 7, 2, 4], queue2는 [6, 5, 1, 3]가 되며, 각 큐의 원소 합은 15로 같습니다. 이 방법은 작업을 2번만 수행하며, 이보다 적은 횟수로 목표를 달성할 수 없습니다.

따라서 각 큐의 원소 합을 같게 만들기 위해 필요한 작업의 최소 횟수는 2입니다.

길이가 같은 두 개의 큐를 나타내는 정수 배열 queue1, queue2가 매개변수로 주어집니다. 각 큐의 원소 합을 같게 만들기 위해 필요한 작업의 최소 횟수를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 어떤 방법으로도 각 큐의 원소 합을 같게 만들 수 없는 경우, -1을 return 해주세요.

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제한사항

• 1 ≤ queue1의 길이 = queue2의 길이 ≤ 300,000
• 1 ≤ queue1의 원소, queue2의 원소 ≤ 10
• 9
• 주의: 언어에 따라 합 계산 과정 중 산술 오버플로우 발생 가능성이 있으므로 long type 고려가 필요합니다.

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입출력 예

queue1	queue2	result
[3, 2, 7, 2]	[4, 6, 5, 1]	2
[1, 2, 1, 2]	[1, 10, 1, 2]	7
[1, 1]	[1, 5]	-1

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입출력 예 설명

입출력 예 #1

문제 예시와 같습니다.

입출력 예 #2

두 큐에 담긴 모든 원소의 합은 20입니다. 따라서, 각 큐의 합을 10으로 만들어야 합니다. queue2에서 1, 10을 순서대로 추출하여 queue1에 추가하고, queue1에서 1, 2, 1, 2와 1(queue2으로부터 받은 원소)을 순서대로 추출하여 queue2에 추가합니다. 그 결과 queue1은 [10], queue2는 [1, 2, 1, 2, 1, 2, 1]가 되며, 각 큐의 원소 합은 10으로 같습니다. 이때 작업 횟수는 7회이며, 이보다 적은 횟수로 목표를 달성하는 방법은 없습니다. 따라서 7를 return 합니다.

입출력 예 #3

어떤 방법을 쓰더라도 각 큐의 원소 합을 같게 만들 수 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

 

 

 

💡나의 문제 풀이

문제 해결 아이디어

• 두 큐의 각 합이 (두 큐의 합/2) 가 되도록 계속해서 pop, insert 하기를 반복한다.
• 다른 한 큐의 합이 더 크다면, 해당 큐에서 pop하여 다른 큐에 insert하는 과정을 반복하며, 합이 같아지도록 반복.
• 위 과정을 반복하며 동일한 큐의 패턴이 반복되는 경우에는 두 큐의 합이 같아지도록 만들 수 없는 경우 -1를 리턴한다.

작성 코드

• 몇 예제에서 실패와 시간 초과 발생 → 몇번 이상 동일한 과정을 반복했는데도 두 큐의 합이 같아지도록 만들 수 없는 경우를 고려하여 첫번째로 변경된 queue1 복사본을 repeated에 저장해 놓고, 동일한 큐가 다시 반복되는 경우 -1 리턴하도록 구현
• 하지만 시간 초과가 발생

from collections import deque

def solution(queue1, queue2):
    q1 = deque(queue1)
    q2 = deque(queue2)
    sumq = (sum(queue1)+sum(queue2)) # 각 큐의 합
    if sumq%2==1:
        return -1
    sumq=sumq/2
    cnt=0
    repeated = deque()
    while True:
        if sum(q1)==sumq:
            break
        if sum(q1)>sum(q2): 
            e = q1.popleft()
            q2.append(e)
        else:
            e = q2.popleft()
            q1.append(e)
        if q1 == repeated:
            return -1
        if cnt==1:
            repeated=q1.copy()
        cnt+=1
    return cnt

• 시간 초과가 지속적으로 발생하여, 큐의 합을 구하는 방법을 sum() 함수가 아닌 sumq1, sumq2 를 이용
• 공식 해설문을 참고하여, 전체 큐의 길이 2배만큼 반복했는데도, 모든 요소가 이동을 한 경우임에도 답이 구해지지 않으면 더이상 합을 같게 만들 수 없음을 고려하여 구현

from collections import deque

def solution(queue1, queue2):
    if (sum(queue1)+sum(queue2))%2==1: # 전체 합이 홀수인경우
        return -1
    q1 = deque(queue1)
    q2 = deque(queue2)

    sumq1=sum(q1)
    sumq2=sum(q2)
    sumq = (sumq1+sumq2)/2

    cnt=0
    repeated = deque()
    for _ in range(int(sumq*2)):
        if sumq1==sumq:
            break
        if sumq1>sumq2: # q1에서 q2로 옮기기
            e = q1.popleft()
            q2.append(e)
            sumq1-=e
            sumq2+=e
        else: # q2에서 q2로 옮기기
            e = q2.popleft()
            q1.append(e)
            sumq2-=e
            sumq1+=e
        if q1 == repeated: # 반복되는 패턴 발견
            return -1
        if cnt==1:
            repeated=q1.copy()
        cnt+=1

    return cnt