ProblemSolving/Bit Masking

프로그래머스 양궁대회 (파이썬)

OSNIM 2022. 5. 23. 15:59
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Level 2, 2022 KAKAO BLIND RECRUITMENT

 

문제: https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/92342?language=python3 

 

문제 설명

카카오배 양궁대회가 열렸습니다.
라이언은 저번 카카오배 양궁대회 우승자이고 이번 대회에도 결승전까지 올라왔습니다. 결승전 상대는 어피치입니다.
카카오배 양궁대회 운영위원회는 한 선수의 연속 우승보다는 다양한 선수들이 양궁대회에서 우승하기를 원합니다. 따라서, 양궁대회 운영위원회는 결승전 규칙을 전 대회 우승자인 라이언에게 불리하게 다음과 같이 정했습니다.
  1. 어피치가 화살 n발을 다 쏜 후에 라이언이 화살 n발을 쏩니다.
  2. 점수를 계산합니다.
    1. 과녁판은 아래 사진처럼 생겼으며 가장 작은 원의 과녁 점수는 10점이고 가장 큰 원의 바깥쪽은 과녁 점수가 0점입니다. 
    2. 만약, k(k는 1~10사이의 자연수)점을 어피치가 a발을 맞혔고 라이언이 b발을 맞혔을 경우 더 많은 화살을 k점에 맞힌 선수가 k 점을 가져갑니다. 단, a = b일 경우는 어피치가 k점을 가져갑니다. k점을 여러 발 맞혀도 k점 보다 많은 점수를 가져가는 게 아니고 k점만 가져가는 것을 유의하세요. 또한 a = b = 0 인 경우, 즉, 라이언과 어피치 모두 k점에 단 하나의 화살도 맞히지 못한 경우는 어느 누구도 k점을 가져가지 않습니다.
      • 예를 들어, 어피치가 10점을 2발 맞혔고 라이언도 10점을 2발 맞혔을 경우 어피치가 10점을 가져갑니다.
      • 다른 예로, 어피치가 10점을 0발 맞혔고 라이언이 10점을 2발 맞혔을 경우 라이언이 10점을 가져갑니다.
    3. 모든 과녁 점수에 대하여 각 선수의 최종 점수를 계산합니다.
  3. 최종 점수가 더 높은 선수를 우승자로 결정합니다. 단, 최종 점수가 같을 경우 어피치를 우승자로 결정합니다.

현재 상황은 어피치가 화살 n발을 다 쏜 후이고 라이언이 화살을 쏠 차례입니다.
라이언은 어피치를 가장 큰 점수 차이로 이기기 위해서 n발의 화살을 어떤 과녁 점수에 맞혀야 하는지를 구하려고 합니다.

화살의 개수를 담은 자연수 n, 어피치가 맞힌 과녁 점수의 개수를 10점부터 0점까지 순서대로 담은 정수 배열 info가 매개변수로 주어집니다. 이때, 라이언이 가장 큰 점수 차이로 우승하기 위해 n발의 화살을 어떤 과녁 점수에 맞혀야 하는지를 10점부터 0점까지 순서대로 정수 배열에 담아 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요. 만약, 라이언이 우승할 수 없는 경우(무조건 지거나 비기는 경우)는 [-1]을 return 해주세요.

제한 사항 

  • 1 ≤ n ≤ 10
  • info의 길이 = 11
    • 0 ≤ info의 원소 ≤ n
    • info의 원소 총합 = n
    • info의 i번째 원소는 과녁의 10 - i 점을 맞힌 화살 개수입니다. ( i는 0~10 사이의 정수입니다.)
  • 라이언이 우승할 방법이 있는 경우, return 할 정수 배열의 길이는 11입니다.
    • 0 ≤ return할 정수 배열의 원소 ≤ n
    • return할 정수 배열의 원소 총합 = n (꼭 n발을 다 쏴야 합니다.)
    • return할 정수 배열의 i번째 원소는 과녁의 10 - i 점을 맞힌 화살 개수입니다. ( i는 0~10 사이의 정수입니다.)
    • 라이언이 가장 큰 점수 차이로 우승할 수 있는 방법이 여러 가지 일 경우, 가장 낮은 점수를 더 많이 맞힌 경우를 return 해주세요.
      • 가장 낮은 점수를 맞힌 개수가 같을 경우 계속해서 그다음으로 낮은 점수를 더 많이 맞힌 경우를 return 해주세요.
      • 예를 들어, [2,3,1,0,0,0,0,1,3,0,0]과 [2,1,0,2,0,0,0,2,3,0,0]를 비교하면 [2,1,0,2,0,0,0,2,3,0,0]를 return 해야 합니다.
      • 다른 예로, [0,0,2,3,4,1,0,0,0,0,0]과 [9,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0]를 비교하면[9,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0]를 return 해야 합니다.
  • 라이언이 우승할 방법이 없는 경우, return 할 정수 배열의 길이는 1입니다.
  • 라이언이 어떻게 화살을 쏘든 라이언의 점수가 어피치의 점수보다 낮거나 같으면 [-1]을 return 해야 합니다.

입출력 예

n info result
5 [2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0] [0,2,2,0,1,0,0,0,0,0,0]
1 [1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0] [-1]
9 [0,0,1,2,0,1,1,1,1,1,1] [1,1,2,0,1,2,2,0,0,0,0]
10 [0,0,0,0,0,0,0,0,3,4,3] [1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,2]

입출력 예 #1

어피치와 라이언이 아래와 같이 화살을 맞힐 경우,

과녁 점수 어피치가 맞힌 화살 개수 라이언이 맞힌 화살 개수 결과
10 2 3 라이언이 10점 획득
9 1 2 라이언이 9점 획득
8 1 0 어피치가 8점 획득
7 1 0 어피치가 7점 획득
6 0 0  
5 0 0  
4 0 0  
3 0 0  
2 0 0  
1 0 0  
0 0 0  

어피치의 최종 점수는 15점, 라이언의 최종 점수는 19점입니다. 4점 차이로 라이언이 우승합니다.

하지만, 라이언이 아래와 같이 화살을 맞힐 경우 더 큰 점수 차로 우승할 수 있습니다.


과녁 점수 어피치가 맞힌 화살 개수 라이언이 맞힌 화살 개수 결과
10 2 0 어피치가 10점 획득
9 1 2 라이언이 9점 획득
8 1 2 라이언이 8점 획득
7 1 0 어피치가 7점 획득
6 0 1 라이언이 6점 획득
5 0 0  
4 0 0  
3 0 0  
2 0 0  
1 0 0  
0 0 0  

어피치의 최종 점수는 17점, 라이언의 최종 점수는 23점입니다. 6점 차이로 라이언이 우승합니다.

따라서 [0,2,2,0,1,0,0,0,0,0,0]을 return 해야 합니다.

입출력 예 #2

라이언이 10점을 맞혀도 어피치가 10점을 가져가게 됩니다.
따라서, 라이언은 우승할 수 없기 때문에 [-1]을 return 해야 합니다.

입출력 예 #3

어피치와 라이언이 아래와 같이 화살을 맞힐 경우,

과녁 점수 어피치가 맞힌 화살 개수 라이언이 맞힌 화살 개수 결과
10 0 1 라이언이 10점 획득
9 0 1 라이언이 9점 획득
8 1 2 라이언이 8점 획득
7 2 3 라이언이 7점 획득
6 0 0  
5 1 2 라이언이 5점 획득
4 1 0 어피치가 4점 획득
3 1 0 어피치가 3점 획득
2 1 0 어피치가 2점 획득
1 1 0 어피치가 1점 획득
0 1 0 어피치가 0점 획득

어피치의 최종 점수는 10점, 라이언의 최종 점수는 39점입니다. 29점 차이로 라이언이 우승합니다.

하지만 라이언이 아래와 같이 화살을 맞힐 경우,

 

과녁 점수 어피치가 맞힌 화살 개수 라이언이 맞힌 화살 개수 결과
10 0 1 라이언이 10점 획득
9 0 1 라이언이 9점 획득
8 1 2 라이언이 8점 획득
7 2 0 어피치가 7점 획득
6 0 1 라이언이 6점 획득
5 1 2 라이언이 5점 획득
4 1 2 라이언이 4점 획득
3 1 0 어피치가 3점 획득
2 1 0 어피치가 2점 획득
1 1 0 어피치가 1점 획득
0 1 0 어피치가 0점 획득

어피치의 최종 점수는 13점, 라이언의 최종 점수는 42점입니다. 이 경우도 29점 차이로 라이언이 우승합니다.
하지만, 첫 번째 경우와 두 번째 경우를 비교했을 때, 두 번째 경우가 두 경우 중 가장 낮은 점수인 4점을 더 많이 맞혔기 때문에 [1,1,2,3,0,2,0,0,0,0,0]이 아닌 [1,1,2,0,1,2,2,0,0,0,0]을 return 해야 합니다.

입출력 예 #4

가장 큰 점수 차이로 이기는 경우 중에서 가장 낮은 점수를 가장 많이 맞힌, 10~3점을 한 발씩 맞히고 나머지 두 발을 0점에 맞히는 경우인 [1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,2]를 return 해야 합니다.

첫번째 제출 코드 (정답)

def compare(arr, info):
    result = 0
    for i in range(11):
        if arr[i] > info[i]:
            result += 10-i
    return result

def solution(n, info):
    answer = []
    start = 0
    total = 0
    while start <= n:
        for i in range(start, 10-n+1):
            tempn = n
            arr = [0] * 11
            point = 0
            for j in range(i, 11):
                if tempn <= 0:
                    answer = arr[:] 
                    #계산
                    total = max(total, compare(arr, info))
                    print(answer, total)
                else:
                    if tempn > info[j]:
                        arr[j] = info[j] + 1
                        tempn -= info[j] + 1
                        #point += 10-i
            
        if tempn > 0:
            answer = [-1]
            print(-1)
            break
            
        start += 1
            
    return answer

문제를 완전탐색으로 n의 개수에 따라 포인터가 n개 필요하는 문제가 발생하여 풀이를 멈추고 검색을 통해 문제 푸는 방법을 배웠습니다. 

두번째 제출 코드(정답)

def solution(n, info):
    answer = [0] * 11
    arr = [0]*11 #라이언이 쏜 화살의 개수
    maxDiff = 0
    # 10개의 원소를 가진 부분 집합의 개수
    # 0은 공집합이라서 필요없음 
    for subset in range(1, 1 << 10): 
        ryan = 0  #부분집합에서 점수 계산
        peach = 0
        cnt = 0 # 화살을 과녁에 쏜 수
        
        for i in range(10):  
            if subset & (1<<i): # subset에 i번째 인덱스에 1이 존재하는지
                ryan += 10-i
                arr[i] = info[i]+1
                cnt += arr[i]
            else:
                arr[i] = 0
                if info[i]: #어피치만 화살을 맞춘 경우
                    peach += 10-i    
        
        if cnt > n : continue #화살을 많이 날린 경우
        
        #남은 화살 0점에 모두 넣기
        arr[10] = n - cnt

        if ryan - peach == maxDiff: 
            #가장 낮은 점수를 많이 맞춘 경우인지 확인
            for j in reversed(range(11)):
                if arr[j] > answer[j]:
                    maxDiff = ryan - peach
                    answer = arr[:]
                    break
                elif arr[j] < answer[j]:
                    break
        
        elif ryan - peach > maxDiff:
            maxDiff = ryan - peach
            answer = arr[:]
        
    #라이언이 이기는 경우가 없는 경우
    if maxDiff == 0:
        answer = [-1]
    return answer

 

결과 및 정리

ezsw님의 유튜브의 영상을 토대로 코드를 작성하였습니다. ezsw님은 "비트 마스크" 를 이용하여 푸셨는데 저는 처음 다뤄보는 내용이라 생소하여 복붙하면서 코드를 분석해보았습니다.

 

먼저 11개 원소의 부분 집합만큼 반복하여 해당 부분 집합의 비트 자리가 라이언이 점수를 딴 자리입니다.

해당 비트에 1이 있으면 라이언은 어피치 보다 항상 1많은 화살을 배열에 넣습니다.

화살의 개수를 n과 비교해서 n보다 적은 경우만 라이언의 점수와 어피치 점수를 비교해서 answer의 업데이트를 판단합니다. 

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