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재귀함수 (3)
백준 1992번 쿼드트리 (자바) 풀이
시간 제한메모리 제한제출정답맞힌 사람정답 비율
2 초 128 MB 35339 21993 17231 61.423%

문제

흑백 영상을 압축하여 표현하는 데이터 구조로 쿼드 트리(Quad Tree)라는 방법이 있다. 흰 점을 나타내는 0과 검은 점을 나타내는 1로만 이루어진 영상(2차원 배열)에서 같은 숫자의 점들이 한 곳에 많이 몰려있으면, 쿼드 트리에서는 이를 압축하여 간단히 표현할 수 있다.

주어진 영상이 모두 0으로만 되어 있으면 압축 결과는 "0"이 되고, 모두 1로만 되어 있으면 압축 결과는 "1"이 된다. 만약 0과 1이 섞여 있으면 전체를 한 번에 나타내지를 못하고, 왼쪽 위, 오른쪽 위, 왼쪽 아래, 오른쪽 아래, 이렇게 4개의 영상으로 나누어 압축하게 되며, 이 4개의 영역을 압축한 결과를 차례대로 괄호 안에 묶어서 표현한다

위 그림에서 왼쪽의 영상은 오른쪽의 배열과 같이 숫자로 주어지며, 이 영상을 쿼드 트리 구조를 이용하여 압축하면 "(0(0011)(0(0111)01)1)"로 표현된다.  N ×N 크기의 영상이 주어질 때, 이 영상을 압축한 결과를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에는 영상의 크기를 나타내는 숫자 N 이 주어진다. N 은 언제나 2의 제곱수로 주어지며, 1 ≤ N ≤ 64의 범위를 가진다. 두 번째 줄부터는 길이 N의 문자열이 N개 들어온다. 각 문자열은 0 또는 1의 숫자로 이루어져 있으며, 영상의 각 점들을 나타낸다.

출력

영상을 압축한 결과를 출력한다.

예제 입력 1 복사

8
11110000
11110000
00011100
00011100
11110000
11110000
11110011
11110011

예제 출력 1 복사

((110(0101))(0010)1(0001))

 

풀이

해당 문제는 어떻게 풀이하면 될까?

문제에 주어진 힌트대로 이해하면 된다.

 

문제를 보면 4분할을 실시할때 괄호가 열리고, 종료될때 괄호가 닫히는것을 볼 수 있다.

단순히 스트링 빌더로 재귀함수 호출시에 그 직전에 "(" 를 더해주고 닫을떄 ")" 를 더해주면 된다.

 

마찬가지로 브레이크포인트는 모든 부분의 숫자가 일치할때이고, 브레이크 포인트에 해당 숫자를 스트링빌더에 append 후 return 해주면 된다.

 

package baekjoon;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class a1992 {
    static char[][] board;
    static StringBuilder sb = new StringBuilder();
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(br.readLine());
        board = new char[N][N];
        for(int i=0; i<N; i++){
            String n = br.readLine();
            for(int j=0; j<N; j++){
                board[i][j] = n.charAt(j);
            }
        }

        divide(0,0,N);
        System.out.println(sb);
    }

    public static void divide(int row,int col,int size){
        if(check(row,col,size)){
            sb.append(board[row][col]);
            return;
        }
        sb.append("(");
        int newSize= size/2;
        divide(row,col,newSize);
        divide(row,col+newSize,newSize);
        divide(row+newSize,col,newSize);
        divide(row+newSize,col+newSize,newSize);
        sb.append(")");
    }
    public static boolean check(int row,int col,int size){
        char temp = board[row][col];
        for(int i=row; i<row+size; i++){
            for(int j=col; j<col+size; j++){
                if(temp!=board[i][j]){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;

    }
}
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백준 1780번 종이의 개수 (자바) 풀이
시간 제한메모리 제한제출정답맞힌 사람정답 비율
2 초 256 MB 34215 20278 15221 58.515%

문제

N×N크기의 행렬로 표현되는 종이가 있다. 종이의 각 칸에는 -1, 0, 1 중 하나가 저장되어 있다. 우리는 이 행렬을 다음과 같은 규칙에 따라 적절한 크기로 자르려고 한다.

  1. 만약 종이가 모두 같은 수로 되어 있다면 이 종이를 그대로 사용한다.
  2. (1)이 아닌 경우에는 종이를 같은 크기의 종이 9개로 자르고, 각각의 잘린 종이에 대해서 (1)의 과정을 반복한다.

이와 같이 종이를 잘랐을 때, -1로만 채워진 종이의 개수, 0으로만 채워진 종이의 개수, 1로만 채워진 종이의 개수를 구해내는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N(1 ≤ N ≤ 37, N은 3k 꼴)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 N개의 정수로 행렬이 주어진다.

출력

첫째 줄에 -1로만 채워진 종이의 개수를, 둘째 줄에 0으로만 채워진 종이의 개수를, 셋째 줄에 1로만 채워진 종이의 개수를 출력한다.

예제 입력 1 복사

9
0 0 0 1 1 1 -1 -1 -1
0 0 0 1 1 1 -1 -1 -1
0 0 0 1 1 1 -1 -1 -1
1 1 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0
0 1 -1 0 1 -1 0 1 -1
0 -1 1 0 1 -1 0 1 -1
0 1 -1 1 0 -1 0 1 -1

예제 출력 1 복사

10
12
11

 

풀이

해당 문제는 바로 직전에 업로드한 2630번과 거의 같다.

전 문제에 엄청 헤맸었기 때문에 응용을 할 수 있는 문제를 찾아야겠다 하고 찾으니 바로 등장했다.

해당 문제도 단순히 문제에서 제시하는 힌트를 그대로 이해하면 된다.

  • 모든 부분의 수가 같다면 나누지 않는다.
  • 같지 않다면 9 등분한다. (종이는 보통 9의 배수가 면적으로 주어진다.)

 

이 두 조건을 두고 봤을 때, 전 문제와 다른 것은 단순히 몇 등분을 하냐 와 조건이 몇 개인가? 를 따지면 된다.

 

이 문제도 마찬가지로 좌표를 이용해서 풀이해야하기 때문에 어렵게 느껴질 수 있다.

 

하지만 한번 문제의 유형을 익힌다면 전혀 어렵지 않으니 이해가 어렵다면 자존심을 굽히고 풀이를 참고하자.

 

 

 

마찬가지로 계속 나눌거라는 힌트가 주어졌기 때문에 재귀용법이 사용될 것이다.

브레이크포인트를 먼저 잡아주자. 바로 각각 부분의 숫자가 모두 같아야 한다는 점이다.

말 그대로 기준점을 잡아 2중 반복문으로 순회하면서 데이터가 같다면 true, 아니라면 false를 반환하는 체크용 메서드를 선언하자

 

    public static boolean check(int row,int col,int size){
        int pivot = paper[row][col];
        for(int i=row; i<row+size;i++){
            for(int j=col;j<col+size;j++){
                if(paper[i][j]!=pivot){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }

마찬가지로 배열과 카운트에 대한 변수는 모두 정적변수로 선언했다.

 

그리고 브레이크 포인트를 만들었으니 재귀함수를 만들면 된다.

 

마찬가지로 9 등분이라는 건 각 변을 3으로 나눠서 체크하는 것이기 때문에 사이즈를 3 등분해서 함수를 호출해주면 된다.

 

그런데 여기서는 9등분이라고 했으면, 메서드를 9번 호출해야 되는데 , 단순히 그냥 한 줄씩 작성해 9번 호출할까..?

 

에 대한 대답은 그러면 16등분 25등분 이러면 어떻게 하시려고..?

 

이중 반복문으로 각각 로우와 칼럼에 늘어나는 인덱스*등분 사이즈 (나눠진 사이즈)를 더해가면서 함수를 호출하도록 하면 된다.

 

마찬가지로 브레이크 포인트를 먼저 선언해주고 통과했을 때 해당 값들이 어떠한 숫자로 이루어져 있는지 (-1,0,1 중에 하나)를 체크해서 카운트를 ++해주도록 하면 된다.

 

 public static void divide(int row,int col,int size){
        if (check(row, col, size)) {
            if(paper[row][col]==-1){
                minus++;
            }else if(paper[row][col]==0){
                zero++;
            }else{
                plus++;
            }
            return;
        }
        int[] move = {0,1,2};
        int newSize= size/3;
        for(int i=0; i<3;i++){
            for(int j=0; j<3;j++){
                divide(row+(i*newSize),col+(j*newSize),newSize);
            }
        }
    }

이렇게 하면 깔끔하게 표현이 가능하다.

 

package baekjoon.a1780;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class a1780 {
    public static int minus =0;
    public static int zero =0;
    public static int plus =0;
    public static int[][] paper;
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(br.readLine());
        paper = new int[N][N];
        for(int i=0; i<N;i++){
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for(int j=0; j<N;j++){
                paper[i][j]= Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }
        divide(0,0,N);
        System.out.println(minus);
        System.out.println(zero);
        System.out.println(plus);
    }

    public static void divide(int row,int col,int size){
        if (check(row, col, size)) {
            if(paper[row][col]==-1){
                minus++;
            }else if(paper[row][col]==0){
                zero++;
            }else{
                plus++;
            }
            return;
        }
        int[] move = {0,1,2};
        int newSize= size/3;
        for(int i=0; i<3;i++){
            for(int j=0; j<3;j++){
                divide(row+(i*newSize),col+(j*newSize),newSize);
            }
        }
    }
    public static boolean check(int row,int col,int size){
        int pivot = paper[row][col];
        for(int i=row; i<row+size;i++){
            for(int j=col;j<col+size;j++){
                if(paper[i][j]!=pivot){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
}
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백준 2630번 색종이 만들기 (자바) 풀이

 

시간 제한메모리 제한제출정답맞힌 사람정답 비율
1 초 128 MB 28779 19535 15790 68.832%

문제

아래 <그림 1>과 같이 여러 개의 정사각형칸들로 이루어진 정사각형 모양의 종이가 주어져 있고, 각 정사각형들은 하얀색으로 칠해져 있거나 파란색으로 칠해져 있다. 주어진 종이를 일정한 규칙에 따라 잘라서 다양한 크기를 가진 정사각형 모양의 하얀색 또는 파란색 색종이를 만들려고 한다.

전체 종이의 크기가 N×N(N=2k, k는 1 이상 7 이하의 자연수)이라면 종이를 자르는 규칙은 다음과 같다.

전체 종이가 모두 같은 색으로 칠해져 있지 않으면 가로와 세로로 중간 부분을 잘라서 <그림 2>의 I, II, III, IV와 같이 똑같은 크기의 네 개의 N/2 × N/2색 종이로 나눈다. 나누어진 종이 I, II, III, IV 각각에 대해서도 앞에서와 마찬가지로 모두 같은 색으로 칠해져 있지 않으면 같은 방법으로 똑같은 크기의 네 개의 색종이로 나눈다. 이와 같은 과정을 잘라진 종이가 모두 하얀색 또는 모두 파란색으로 칠해져 있거나, 하나의 정사각형 칸이 되어 더 이상 자를 수 없을 때까지 반복한다.

위와 같은 규칙에 따라 잘랐을 때 <그림 3>은 <그림 1>의 종이를 처음 나눈 후의 상태를, <그림 4>는 두 번째 나눈 후의 상태를, <그림 5>는 최종적으로 만들어진 다양한 크기의 9장의 하얀색 색종이와 7장의 파란색 색종이를 보여주고 있다.

입력으로 주어진 종이의 한 변의 길이 N과 각 정사각형칸의 색(하얀색 또는 파란색)이 주어질 때 잘라진 하얀색 색종이와 파란색 색종이의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에는 전체 종이의 한 변의 길이 N이 주어져 있다. N은 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 중 하나이다. 색종이의 각 가로줄의 정사각형칸들의 색이 윗줄부터 차례로 둘째 줄부터 마지막 줄까지 주어진다. 하얀색으로 칠해진 칸은 0, 파란색으로 칠해진 칸은 1로 주어지며, 각 숫자 사이에는 빈칸이 하나씩 있다.

출력

첫째 줄에는 잘라진 햐얀색 색종이의 개수를 출력하고, 둘째 줄에는 파란색 색종이의 개수를 출력한다.

예제 입력 1 복사

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1 1 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
1 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1

예제 출력 1 복사

9
7

 

풀이

해당 문제를 정말 알고리즘 초보자의 입장에서 보았을 때 어떻게 풀어야 할까..?

남들은 이 문제가 쉬운 편이라고는 하지만 나같이 이런 수학문제를 처음 풀어보는 사람들은 문제를 이해하는 데에도 시간이 꽤 걸릴 것이다.

 

단순히 이럴 땐 문제를 말 그대로 처음부터 순서를 매겨가며 읽어가면 된다.

 

색종이의 모든 부분이 색상이 같을 때는 나누지 않는다.

하지만 색상이 같지 않다면 4등분으로 나눈다. (상좌 상우 하좌 하우)

나눈 색종이를 다시 색상이 같은지 구별한다.

나눈 색종이의 색상이 또 다 같지 않다면, 다시 4등분으로 나눈다.

 

여기서 알 수 있는 부분은 해당 문제는 재귀용법을 사용하는구나! 를 알 수가 있다.

그리고 마찬가지로 재귀용법에서 중요한 어느 부분에서 스탑을 할 것인가 라는 물음에 색종이의 모든 부분의 색상이 같을 때라고 대답할 수 있다.

 

해당 문제가 어렵게 느껴지는 이유 첫 번째는 2차원 배열을 이용하여 좌표로 나타내야 한다는 것이다.

 

단순히 생각해 그림을 그리듯이 문제를 풀어나가면 된다.

 

일단 우리는 스탑에 대한 조건을 모든 부분의 색상이 같을 때로 정해두었다.

 

그러니 해당 부분을 메서드로 먼저 선언해 준다.

 

    public static boolean checkColor(int row, int col, int size){
        int color = paper[row][col];
        for(int i=row; i<row+size; i++){
            for(int j=col; j<col+size; j++){
                if(paper[i][j]!=color){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }

배열과 색상에 대한 카운트를 정적 변수로 선언해 주고, 체크하는 함수의 기준을 단순히 맨 첫 데이터로 두고 순회하면 된다.

 

그리고 해당 함수를 재귀함수의 브레이크 조건으로 넣어둔다.

 

        if(checkColor(row,col,size)){
            if(paper[row][col]==0){
                white++;
            }else{
                blue++;
            }
            return;
        }

이렇게 재귀함수의 필드에 색상이 다 같다면  을 조건으로 두고 같을 때 첫 데이터의 값이 0이라면 흰색의 카운트를 더해주고, 아니라면 파란색에 카운트를 더해준다.



그리고 그 밑에는 재귀함수를 호출하면 된다.

단순히 말 그대로 문제를 풀이해나가면 되기 때문에 상하좌우로 4등 분해 재귀함수를 호출하면 된다.

이렇게 하면 각 부분별로 모든 부분의 색상이 같을 때까지 나눠서 탐색을 하게 된다.

 

해당 부분이 분할 정복의 개념을 가지고 있다. (문제를 더 이상 쪼갤 수 없을 때까지 쪼갠 후 문제를 해결해나가는 것)

단순히 색종이를 더 이상 쪼갤 수 없을 때까지 쪼갠다면, 어떠한 부분은 1x1의 크기를 가진 색종이가 될 것이다. 그렇다면 멈추고 카운트를 더하는 식으로 문제를 해결해나가는 것이다.

 

    public static void divide(int row,int col,int size) {
        if(checkColor(row,col,size)){
            if(paper[row][col]==0){
                white++;
            }else{
                blue++;
            }
            return;
        }
        int newSize = size/2;
        divide(row,col,newSize);
        divide(row,col+newSize,newSize);
        divide(row+newSize,col,newSize);
        divide(row+newSize,col+newSize,newSize);
    }

이렇게 메서드를 호출해주면 각각 알맞은 타이밍에 반복이 멈추게 되면서 결과를 가져온다.

4등분을 해야 하기 때문에 각각 좌표로 나타내었을 때를 생각하며 코드를 작성해주면 된다.

 

package baekjoon.a2630;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class a2630 {
    public static int white = 0;
    public static int blue = 0;
    public static int[][] paper;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(br.readLine());
        paper = new int[N][N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                paper[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }
        divide(0,0,N);
        System.out.println(white);
        System.out.println(blue);
    }

    public static void divide(int row,int col,int size) {
        if(checkColor(row,col,size)){
            if(paper[row][col]==0){
                white++;
            }else{
                blue++;
            }
            return;
        }
        int newSize = size/2;
        divide(row,col,newSize);
        divide(row,col+newSize,newSize);
        divide(row+newSize,col,newSize);
        divide(row+newSize,col+newSize,newSize);
    }
    public static boolean checkColor(int row, int col, int size){
        int color = paper[row][col];
        for(int i=row; i<row+size; i++){
            for(int j=col; j<col+size; j++){
                if(paper[i][j]!=color){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
}

전체 코드로 나타내면 이렇다.

재귀호출 부분의 코드가 더러워 보일 수 있는데, 이럴 때 다시 2중 반복문으로 i+newSize로 재귀함수를 각각 호출하게 선언하면 깔끔하게 표현할 수 있다.

 

 

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