[프로그래머스] 길 찾기 게임 Java 풀이

이 글은 혼자 학습한 내용을 바탕으로 작성되었습니다.

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댓글로 알려주시면 수정하도록 하겠습니다.

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1. 문제

전무로 승진한 라이언은 기분이 너무 좋아 프렌즈를 이끌고 특별 휴가를 가기로 했다.
내친김에 여행 계획까지 구상하던 라이언은 재미있는 게임을 생각해냈고 역시 전무로 승진할만한 인재라고 스스로에게 감탄했다.

라이언이 구상한(그리고 아마도 라이언만 즐거울만한) 게임은, 카카오 프렌즈를 두 팀으로 나누고, 각 팀이 같은 곳을 다른 순서로 방문하도록 해서 먼저 순회를 마친 팀이 승리하는 것이다.

그냥 지도를 주고 게임을 시작하면 재미가 덜해지므로, 라이언은 방문할 곳의 2차원 좌표 값을 구하고 각 장소를 이진트리의 노드가 되도록 구성한 후, 순회 방법을 힌트로 주어 각 팀이 스스로 경로를 찾도록 할 계획이다.

라이언은 아래와 같은 특별한 규칙으로 트리 노드들을 구성한다.

• 트리를 구성하는 모든 노드의 x, y 좌표 값은 정수이다.
• 모든 노드는 서로 다른 x값을 가진다.
• 같은 레벨(level)에 있는 노드는 같은 y 좌표를 가진다.
• 자식 노드의 y 값은 항상 부모 노드보다 작다.
• 임의의 노드 V의 왼쪽 서브 트리(left subtree)에 있는 모든 노드의 x값은 V의 x값보다 작다.
• 임의의 노드 V의 오른쪽 서브 트리(right subtree)에 있는 모든 노드의 x값은 V의 x값보다 크다.

아래 예시를 확인해보자.

라이언의 규칙에 맞게 이진트리의 노드만 좌표 평면에 그리면 다음과 같다. (이진트리의 각 노드에는 1부터 N까지 순서대로 번호가 붙어있다.)

이제, 노드를 잇는 간선(edge)을 모두 그리면 아래와 같은 모양이 된다.

위 이진트리에서 전위 순회(preorder), 후위 순회(postorder)를 한 결과는 다음과 같고, 이것은 각 팀이 방문해야 할 순서를 의미한다.

• 전위 순회 : 7, 4, 6, 9, 1, 8, 5, 2, 3
• 후위 순회 : 9, 6, 5, 8, 1, 4, 3, 2, 7

다행히 두 팀 모두 머리를 모아 분석한 끝에 라이언의 의도를 간신히 알아차렸다.

그러나 여전히 문제는 남아있다. 노드의 수가 예시처럼 적다면 쉽게 해결할 수 있겠지만, 예상대로 라이언은 그렇게 할 생각이 전혀 없었다.

이제 당신이 나설 때가 되었다.

곤경에 빠진 카카오 프렌즈를 위해 이진트리를 구성하는 노드들의 좌표가 담긴 배열 nodeinfo가 매개변수로 주어질 때,
노드들로 구성된 이진트리를 전위 순회, 후위 순회한 결과를 2차원 배열에 순서대로 담아 return 하도록 solution 함수를 완성하자.

2. 입력

• nodeinfo는 이진트리를 구성하는 각 노드의 좌표가 1번 노드부터 순서대로 들어있는 2차원 배열이다.
  • nodeinfo의 길이는 1 이상 10,000 이하이다.
  • nodeinfo [i]는 i + 1번 노드의 좌표이며, [x축 좌표, y축 좌표] 순으로 들어있다.
  • 모든 노드의 좌표 값은 0 이상 100,000 이하인 정수이다.
  • 트리의 깊이가 1,000 이하인 경우만 입력으로 주어진다.
  • 모든 노드의 좌표는 문제에 주어진 규칙을 따르며, 잘못된 노드 위치가 주어지는 경우는 없다.

3. 예제

node	inforesult
[[5,3],[11,5],[13,3],[3,5],[6,1],[1,3],[8,6],[7,2],[2,2]]	[[7,4,6,9,1,8,5,2,3],[9,6,5,8,1,4,3,2,7]]

4. 풀이

public class Node{
	private final int x;
	private final int number;
	private Node left;
	private Node right;

	public Node(int x, int number){
		this.x = x;
		this.number = number;
		this.left = null;
		this.right = null;
	}
}

먼저 트리를 구성해야 하므로 Node객체를 만들어 해당 Node의 왼쪽과 오른쪽에 자식 Node 객체를 가지도록 만들겠습니다. 또한 X축의 값의 비교를 통해 왼쪽과 오른쪽을 결정해야 하므로 X좌표의 값도 가지며 Node의 번호도 가지도록 Class를 구성합니다.

 

PriorityQueue<int[]> queue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> {
	if(o1[1] == o2[1])
		return Integer.compare(o2[0], o1[0]);
	else
		return Integer.compare(o2[1], o1[1]);
});

for(int i=0; i<nodeinfo.length; i++){
	queue.offer(new int[]{nodeinfo[i][0], nodeinfo[i][1], i + 1});
}

우선 입력으로 주어지는 위치 배열의 값들을 정렬이 필요합니다.

 

위 코드처럼 정렬을 위해 Queue를 생성하고 Queue의 정렬 방법을 정의합니다.

 

정렬 기준은 Y의 값을 내림차순으로 정렬하고 Y의 값이 같은 경우 X의 값을 내림차순으로 정렬합니다.

 

int[] rootInfo = queue.poll();
Node root = new Node(rootInfo[0], rootInfo[2]);

정렬을 완료하면 가장 앞쪽에 있는 위치가 바로 Root 노드가 됩니다. (Y의 값이 가장 큰 값이기 때문) 그러므로 Queue에서 가장 앞의 데이터를 들고 와 Root Node를 생성합니다.

 

while(!queue.isEmpty()){
	int[] nodeInfo = queue.poll();
	addNode(root, new Node(nodeInfo[0], nodeInfo[2]));
}


-----------------------------------------------------------------------------------

public void addNode(Node parent, Node child){
	if(parent.x < child.x){
		if(parent.right == null) parent.right = child;
		else addNode(root.right, child);
	}
	else{
		if(parent.left == null) parent.left = child;
		else addNode(parent.left, child);
	}
}

이후 Queue에는 Root 노트가 될 좌표를 제외한 나머지 자식 Node의 좌표가 들어 있습니다. 그러므로 Queue의 Element를 이용하여 자식 노드를 추가하여 줍니다.

 

노드를 추가할 때 부모 노드의 X값 보다 자식 노드의 X값이 작으면 왼쪽 크면 오른쪽이므로 X좌표의 값을 비교하여

작다면 부모 노드의 왼쪽 노드를 확인 하여 부모 노드의 왼쪽에 자식 노드가 없다면 해당 노드가 자식이 되고 만약 자식이 있다면 재귀 함수를 통해 부모 노드의 왼쪽 노드를 다시 확인하여 노드의 위치를 찾아 추가합니다.

 

이제 위 과정을 통해 입력으로 주어진 좌표의 값을 트리 형식으로 모두 생성하였습니다.

 

List<Integer> preAnswer = new LinkedList<>();
preOrder(root, preAnswer);

List<Integer> postAnswer = new LinkedList<>();
postOrder(root, postAnswer);

return new int[][]{preAnswer.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray(),
                   postAnswer.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray()};
                   
                   
--------------------------------------------------------------------------------------


public void preOrder(Node node, List<Integer> answer){
	if(node != null){
		answer.add(node.number);
		preOrder(node.left, answer);
		preOrder(node.right, answer);
	}
}

public void postOrder(Node node, List<Integer> answer){
	if (node != null) {
		postOrder(node.left, answer);
		postOrder(node.right, answer);
		answer.add(node.number);
	}
}

이제 해당 트리를 통해 전위 순회와 후위 순회를 통해 만들어진 값을 2차원 배열로 만들어 반환하면 문제를 풀 수 있습니다.

 

5. 코드

전체 코드는 Git에 있습니다.

public int[][] solution(int[][] nodeinfo) {
	PriorityQueue<int[]> queue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> {
		if(o1[1] == o2[1])
			return Integer.compare(o2[0], o1[0]);
		else
			return Integer.compare(o2[1], o1[1]);
	});

	for(int i=0; i<nodeinfo.length; i++){
		queue.offer(new int[]{nodeinfo[i][0], nodeinfo[i][1], i + 1});
	}

	int[] rootInfo = queue.poll();
	Node root = new Node(rootInfo[0], rootInfo[2]);

	while(!queue.isEmpty()){
		int[] nodeInfo = queue.poll();
		addNode(root, new Node(nodeInfo[0], nodeInfo[2]));
	}

	List<Integer> preAnswer = new LinkedList<>();
	preOrder(root, preAnswer);

	List<Integer> postAnswer = new LinkedList<>();
	postOrder(root, postAnswer);

	return new int[][]{preAnswer.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray(),
                       postAnswer.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray()};
}

public void addNode(Node parent, Node child){
	if(parent.x < child.x){
		if(parent.right == null) parent.right = child;
		else addNode(root.right, child);
	}
	else{
		if(parent.left == null) parent.left = child;
		else addNode(parent.left, child);
	}
}

public void preOrder(Node node, List<Integer> answer){
	if(node != null){
		answer.add(node.number);
		preOrder(node.left, answer);
		preOrder(node.right, answer);
	}
}

public void postOrder(Node node, List<Integer> answer){
	if (node != null) {
		postOrder(node.left, answer);
		postOrder(node.right, answer);
		answer.add(node.number);
	}
}

public class Node{
	private final int x;
	private final int number;
	private Node left;
	private Node right;

	public Node(int x, int number){
		this.x = x;
		this.number = number;
		this.left = null;
		this.right = null;
	}
}