[python] 백준 1927. 최소 힙

문제

https://www.acmicpc.net/problem/1927

널리 잘 알려진 자료구조 중 최소 힙이 있다. 최소 힙을 이용하여 다음과 같은 연산을 지원하는 프로그램을 작성하시오.

1. 배열에 자연수 x를 넣는다.
2. 배열에서 가장 작은 값을 출력하고, 그 값을 배열에서 제거한다.

프로그램은 처음에 비어있는 배열에서 시작하게 된다.

입력

첫째 줄에 연산의 개수 N(1 ≤ N ≤ 100,000)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 연산에 대한 정보를 나타내는 정수 x가 주어진다. 만약 x가 자연수라면 배열에 x라는 값을 넣는(추가하는) 연산이고, x가 0이라면 배열에서 가장 작은 값을 출력하고 그 값을 배열에서 제거하는 경우이다. x는 231보다 작은 자연수 또는 0이고, 음의 정수는 입력으로 주어지지 않는다.

출력

입력에서 0이 주어진 횟수만큼 답을 출력한다. 만약 배열이 비어 있는 경우인데 가장 작은 값을 출력하라고 한 경우에는 0을 출력하면 된다.

 

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풀이

처음에는 문제가 최소 힙인데 힙으로 풀려고 안하고 내 나름대로 문제를 풀려고 시도했었다... 당연하게 시간 초과가 떴지만... 일단 그 풀이들은 너무 문제에서 벗어난 풀이 방식(list를 활용한)이기 때문에 시행착오 파트에서 이야기하도록 하고 맞은 코드부터 풀이를 해보자면..

 

일단 나는 heap에 대해 잘 모르는 상태였기 때문에 알아보니... 데이터들이 우선순위를 가지고 있고, 우선순위가 높은 데이터가 먼저 빠져나가는 큐 자료구조이다. 파이썬에는 heapq 모듈이 있고 이를 활용하면 해당 문제는 쉽게 해결할 수 있다.

 

풀이 과정은 이랬다.

1. 연산 개수만큼 for문을 돌리면서 입력 받기

2. 들어오는 x의 값이 자연수일 때, heap에 추가

3. 들어오는 x의 값이 0일때, 그리고 heap이 비어있지 않을때, pop하고 result 배열에 추가

4. 들어오는 x의 값이 0일때, 그리고 heap이 비어있을때, result 배열에 0추가

 

import sys
import heapq

n = int(sys.stdin.readline().strip())
heap = [] #heap을 만들고
result = []

for i in range(n):
    x = int(sys.stdin.readline().strip())
    if x == 0:#만약 입력값이 0이라면,
        if not heap: #heap이 비어있다면
            result.append(0) #결과에 0을 추가하고
        else: #heap이 비어있지 않다면
            num = heapq.heappop(heap) #결과에 heap 최소값 (가장 먼저 나오는 값)
            result.append(num) #을 추가한다.
    else:
        heapq.heappush(heap, x)#0이 아닌 값은, heap에 추가

sys.stdout.write("\n".join(map(str, result)) + "\n")

 

https://littlefoxdiary.tistory.com/3 

위 링크 내용을 참고하면서 코드를 작성했다. 

 

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시행착오

총 두 번의 시행착오를 겪었다.

 

첫번째로는 연산 개수(n)만큼의 배열을 0으로 채워서 만든 다음에 index값을 값이 채워질때마다 변경해서 배열 내용을 수정할 계획이었다.

import sys

n = int(sys.stdin.readline().strip())
data = [0] * n #0으로 채운 배열
index = 0
result = []

for i in range(n):
    x = int(sys.stdin.readline().strip())
    if x == 0:#0일때 
        result.append(min(data))#data 배열에 가장 작은 값을 결과에 넣고
        if min(data) != 0:#만약 최솟값이 0이 아니라면...
            data[int(data.index(min(data)))] = 0 #그 index를 가진 곳의 값을 0으로 바꿔라
    else:
        data[index] = x
        index += 1

sys.stdout.write("\n".join(map(str, result)) + "\n")

 

당시 코드. 그렇지만 문제가 있었다. 아무리 숫자를 넣어도, 비어있는 index에는 여전히 0이 들어있기 때문에 최소를 구해도 0이 나오는 거다. 어쩌면 당연한 일인데, 코드를 다 짤때까지만 해도 알아채지 못했다.

 

그래서 두번째로는 배열을 n만큼 0으로 채울 게 아니라, 빈 배열을 선언하고 값을 채워넣고 비어있다고 할때만 잘 오류 안나게 만들어줘야겠다 생각했다.

import sys

n = int(sys.stdin.readline().strip())
data = []
result = []

for i in range(n):
    x = int(sys.stdin.readline().strip())
    if x == 0:
        if not data:
            result.append(0)
        else:
            num = data.pop(int(data.index(min(data))))
            result.append(num)
    else:
        data.append(x)

sys.stdout.write("\n".join(map(str, result)) + "\n")

 

이때 비어있는 배열을 확인할 때, 'if not data' 를 쓰는 걸 좀 찾아보고 알았다. 이걸로 비어있는 걸 확인할 수 있을 줄은 몰랐다. 그러나... 이 코드는 답은 잘 나왔지만, 문제가 있었다. 시간 초과!! 그래서 좀 알아보니 힙을 이용해서 풀어야한다는 걸 알 수 있었고 결과적으로는 위에 말했던 것처럼 heap을 사용해서 문제를 해결할 수 있었다.

 

 

생각해보면... 애초에 제목에 힙이라고 적혀있는데 너무 무시한 게 아닌가 싶다. 다음부터는 냅다 내가 아는 방식대로, 편한대로 푸는게 아니라 문제에서 뭘 원하는지 파악하는게 중요할 것 같다.