[ BOJ 7662 ] 이중 우선순위 큐 ( JAVA )

이중 우선순위 큐

문제

이중 우선순위 큐(dual priority queue)는 전형적인 우선순위 큐처럼 데이터를 삽입, 삭제할 수 있는 자료 구조이다. 전형적인 큐와의 차이점은 데이터를 삭제할 때 연산(operation) 명령에 따라 우선순위가 가장 높은 데이터 또는 가장 낮은 데이터 중 하나를 삭제하는 점이다. 이중 우선순위 큐를 위해선 두 가지 연산이 사용되는데, 하나는 데이터를 삽입하는 연산이고 다른 하나는 데이터를 삭제하는 연산이다. 데이터를 삭제하는 연산은 또 두 가지로 구분되는데 하나는 우선순위가 가장 높은 것을 삭제하기 위한 것이고 다른 하나는 우선순위가 가장 낮은 것을 삭제하기 위한 것이다.

정수만 저장하는 이중 우선순위 큐 Q가 있다고 가정하자. Q에 저장된 각 정수의 값 자체를 우선순위라고 간주하자.

Q에 적용될 일련의 연산이 주어질 때 이를 처리한 후 최종적으로 Q에 저장된 데이터 중 최댓값과 최솟값을 출력하는 프로그램을 작성하라.

입력

입력 데이터는 표준입력을 사용한다. 입력은 T개의 테스트 데이터로 구성된다. 입력의 첫 번째 줄에는 입력 데이터의 수를 나타내는 정수 T가 주어진다. 각 테스트 데이터의 첫째 줄에는 Q에 적용할 연산의 개수를 나타내는 정수 k (k ≤ 1,000,000)가 주어진다. 이어지는 k 줄 각각엔 연산을 나타내는 문자(‘D’ 또는 ‘I’)와 정수 n이 주어진다. ‘I n’은 정수 n을 Q에 삽입하는 연산을 의미한다. 동일한 정수가 삽입될 수 있음을 참고하기 바란다. ‘D 1’는 Q에서 최댓값을 삭제하는 연산을 의미하며, ‘D -1’는 Q 에서 최솟값을 삭제하는 연산을 의미한다. 최댓값(최솟값)을 삭제하는 연산에서 최댓값(최솟값)이 둘 이상인 경우, 하나만 삭제됨을 유념하기 바란다.

만약 Q가 비어있는데 적용할 연산이 ‘D’라면 이 연산은 무시해도 좋다. Q에 저장될 모든 정수는 -231 이상 231 미만인 정수이다.

출력

출력은 표준출력을 사용한다. 각 테스트 데이터에 대해, 모든 연산을 처리한 후 Q에 남아 있는 값 중 최댓값과 최솟값을 출력하라. 두 값은 한 줄에 출력하되 하나의 공백으로 구분하라. 만약 Q가 비어있다면 ‘EMPTY’를 출력하라.

 

시간 제한 : 6초

메모리 제한 : 256MB

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JAVA 라이브러리에는 PriorityQueue가 있어서 Heap 자료구조를 직접 구현하지 않아도 우선순위 큐를 쉽게 이용할 수 있습니다.

기본적으로는 최소 힙을 사용하며, 생성자에 Comparator.reverseOrder()을 두면 최대 힙을 사용할 수 있습니다.

저는 최소 힙과 최대 힙을 모두 사용하여 연산을 구현했습니다.
이때, 연산을 하다보면 두 우선순위 큐에 데이터가 불일치하게 됩니다. 따라서 저는 Map 자료구조를 사용하여 데이터의 개수를 체크해서 데이터를 일치시키도록 하였습니다.

// 최소 힙, 최대 힙, 데이터 개수를 저장할 Map, 현재 유지하는 데이터의 수
PriorityQueue<Integer> minQ = new PriorityQueue<>();
PriorityQueue<Integer> maxQ = new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());
HashMap<Integer, Integer> dataCounter = new HashMap<>();
int Q_size = 0;

 

• 삽입 연산 구현 ( I )
  1. minQ, maxQ 모두에 데이터를 삽입합니다.
  2. 데이터의 수를 갱신합니다. ( dataCounter, Q_size 갱신 )
• 삭제 연산 구현
  • 삭제 연산
    1. Q_size로 큐가 비어있는지 확인하고, 비어있으면 연산을 종료합니다.
    2. minQ(또는 maxQ)의 가장 앞에 있는 데이터가 이미 삭제된 데이터인지 확인합니다.
       ( 만약 이미 삭제된 데이터인 경우, 버리고 다음 데이터로 1번 수행 )
    3. Q_size와 dataCounter 갱신 ( 각각 -1 )

import java.io.*;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;

// 이중 우선순위 큐
public class BOJ7662 {

    static BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    static BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int T = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());

        while (T-- > 0) {
            int k = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
            operate(k);
        }

        bufferedWriter.flush();
    }

    static void operate(int k) throws IOException {
        PriorityQueue<Integer> minQ = new PriorityQueue<>();
        PriorityQueue<Integer> maxQ = new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());
        HashMap<Integer, Integer> dataCounter = new HashMap<>();
        int Q_size = 0;

        for (int i = 0; i < k; i++) {
            String s[] = bufferedReader.readLine().split(" ");
            char op = s[0].charAt(0);
            int val  = Integer.parseInt(s[1]);

            // Insert 연산
            if (op == 'I') {
                minQ.add(val);
                maxQ.add(val);
                Q_size++;

                if (dataCounter.containsKey(val)) {
                    dataCounter.replace(val, dataCounter.get(val) + 1);
                } else {
                    dataCounter.put(val, 1);
                }
            }

            if (op == 'D') {

                if (Q_size == 0) {
                    continue;
                }

                if (val == 1) {
                    Integer max = maxQ.poll();

                    while (dataCounter.get(max) == 0){
                        max = maxQ.poll();
                    }

                    dataCounter.replace(max, dataCounter.get(max) - 1);
                }

                if (val == -1) {
                    Integer min = minQ.poll();

                    while (dataCounter.get(min) == 0){
                        min = minQ.poll();
                    }

                    dataCounter.replace(min, dataCounter.get(min) - 1);
                }

                Q_size--;
            }
        }

        if (Q_size == 0) {
            bufferedWriter.append("EMPTY\n");
        } else {

            Integer min = minQ.poll();
            Integer max = maxQ.poll();

            while (dataCounter.get(min) == 0){
                min = minQ.poll();
            }

            while (dataCounter.get(max) == 0){
                max = maxQ.poll();
            }
            bufferedWriter.append(max + " ");
            bufferedWriter.append(min +"\n");
        }
    }


}

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https://www.acmicpc.net/problem/7662

7662번: 이중 우선순위 큐