[BOJ][🟡5][백준#15662] 톱니바퀴 (2)

문제 출처

BAEKJOON Online Judge #15662

문제

총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 T개가 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, …, 가장 오른쪽 톱니바퀴는 T번이다. 아래 그림은 T가 4인 경우이다.

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.

톱니바퀴 T개의 초기 상태와 톱니바퀴를 회전시킨 방법이 주어졌을 때, 최종 톱니바퀴의 상태를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 톱니바퀴의 개수 T (1 ≤ T ≤ 1,000)가 주어진다.  둘째 줄부터 T개의 줄에 톱니바퀴의 상태가 가장 왼쪽 톱니바퀴부터 순서대로 주어진다. 상태는 8개의 정수로 이루어져 있고, 12시방향부터 시계방향 순서대로 주어진다. N극은 0, S극은 1로 나타나있다. 다음 줄에는 회전 횟수 K(1 ≤ K ≤ 1,000)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 12시방향이 S극인 톱니바퀴의 개수를 출력한다.

예제

예제 1

입력

4
10101111
01111101
11001110
00000010
2
3 -1
1 1

출력

3

예제 2

입력

4
11111111
11111111
11111111
11111111
3
1 1
2 1
3 1

출력

4

예제 3

입력

4
10001011
10000011
01011011
00111101
5
1 1
2 1
3 1
4 1
1 -1

출력

2

예제 4

입력

4
10010011
01010011
11100011
01010101
8
1 1
2 1
3 1
4 1
1 -1
2 -1
3 -1
4 -1

출력

2

예제 5

입력

5
10010011
01010011
11100011
01010101
01010011
10
1 1
2 1
3 1
4 1
1 -1
2 -1
3 -1
4 -1
5 1
5 -1

출력

5

My Sol

from collections import deque

def main():
    def make_wheels():
        wheels = []
        for _ in range(T):
            wheels.append(deque())
            lst = list(map(int, input()))
            for i in lst:
                wheels[-1].append(i)
        return wheels

    def turn(n, d):
        if n in turned: return
        turned.add(n)

        if n-1>=0 and wheels[n][6]^wheels[n-1][2]:
            turn(n-1, -d)
        if n+1<T and wheels[n][2]^wheels[n+1][6]:
            turn(n+1, -d)

        if d==1:
            k = wheels[n].pop()
            wheels[n].appendleft(k)
        else:
            k = wheels[n].popleft()
            wheels[n].append(k)

    T = int(input())
    wheels = make_wheels()
    N = int(input())
    for _ in range(N):
        n, d = map(int, input().split())
        turned = set()
        turn(n-1, d)

    ret = 0
    for wheel in wheels:
        if wheel[0]: ret += 1
    return ret

print(main())

사용한 알고리즘 자체는 DFS를 사용하였으나, 톱니바퀴의 정보를 변경할 때에는 deque를 사용했다.

1. 각 톱니바퀴의 정보를 wheels배열에 deque에 담아 저장하은 2차원 배열을 make_wheels 라는 함수를 통해서 구현한다.
2. 몇 번째 톱니바퀴를 어떤 방향으로 돌릴 것인지 정보를 N번 받아 진행하는데, 돌리는 것은 turn 함수를 이용해 구현했다.
3. 첫 톱니바퀴가 돌아가며 양 옆의 톱니바퀴를 돌리는데, 이때 한 번 돌아간 톱니바퀴를 중복으로 돌리지 않기 위해서 turned 라는 set을 두어 돌아갈 톱니바퀴의 번호를 등록한다.
4. 현재 톱니바퀴와 맞닿아있는 톱니바퀴의 S, N이 서로 다르다면 해당 톱니바퀴는 현재 회전 방향과 반대되는 방향으로 회전하도록 turn 함수를 추가로 호출해준다. 이때 S, N이 다르다면 0과 1이 있기 때문에 비트마스킹의 XOR 연산으로 손쉽게 확인한다.
5. 좌우의 톱니바퀴로 정보로 먼저 전달해준 이유는, 돌아가기 이전의 톱니 정보로 좌우 톱니바퀴를 돌려야하기 때문이다. 때문에 좌우를 확인해 turn 함수를 넘기고, 회전 방향을 고려해 뒤에서 빼서 앞에 넣어줄지, 앞에서 빼서 뒤로 넣어줄지를 결정한다.
6. 이 일련의 과정을 N회 반복하고 남은 wheels의 각 deque의 0번 인덱스 값, 즉 12시 방향 톱니를 모두 더해준 값을 반환하여 출력한다.

결과

맞았습니다!!