16일차 - 더 맵게 ( 프로그래머스 )

더 맵게 

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문제 설명

매운 것을 좋아하는 Leo는 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들고 싶습니다.

모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들기 위해 Leo는 스코빌 지수가 가장 낮은 두 개의 음식을 아래와 같이 특별한 방법으로 섞어 새로운 음식을 만듭니다.

섞은 음식의 스코빌 지수 = 가장 맵지 않은 음식의 스코빌 지수 + (두 번째로 맵지 않은 음식의 스코빌 지수 * 2)

 

 

Leo는 모든 음식의 스코빌 지수가 K 이상이 될 때까지 반복하여 섞습니다.
Leo가 가진 음식의 스코빌 지수를 담은 배열 scoville과 원하는 스코빌 지수 K가 주어질 때, 모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들기 위해 섞어야 하는 최소 횟수를 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

제한 사항

 

scoville의 길이는 2 이상 1,000,000 이하입니다.
K는 0 이상 1,000,000,000 이하입니다.
scoville의 원소는 각각 0 이상 1,000,000 이하입니다.
모든 음식의 스코빌 지수를 K 이상으로 만들 수 없는 경우에는 -1을 return 합니다.

입출력 예

scoville	K	return
[1, 2, 3, 9, 10, 12]	7	2

 

입출력 예 설명

 

스코빌 지수가 1인 음식과 2인 음식을 섞으면 음식의 스코빌 지수가 아래와 같이 됩니다.
새로운 음식의 스코빌 지수 = 1 + (2 * 2) = 5
가진 음식의 스코빌 지수 = [5, 3, 9, 10, 12]스코빌 지수가 3인 음식과 5인 음식을 섞으면 음식의 스코빌 지수가 아래와 같이 됩니다.
새로운 음식의 스코빌 지수 = 3 + (5 * 2) = 13
가진 음식의 스코빌 지수 = [13, 9, 10, 12]

모든 음식의 스코빌 지수가 7 이상이 되었고 이때 섞은 횟수는 2회입니다.

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풀이 전 알아야 했던 heap 자료구조

 

해당 문제를 풀기 위해 힙(heap) 자료구조를 알아야한다.

 

힙은 특정한 규칙을 가지는 트리로, 최댓값과 최솟값을 찾는 연산을 빠르게 하기 위해 고안된 완전이진트리를 기본으로 한다. 

힙 property : A가 B의 부모노드이면 A의 키값과 B의 키값 사이에는 대소 관계가 성립한다

• 최소 힙: 부모 노드의 키값이 자식 노드의 키값보다 항상 작은 힙
• 최대 힙: 부모 노드의 키값이 자식 노드의 키값보다 항상 큰 힙

  

이러한 속성으로 인해 힙에서는 가장 낮은(혹은 높은) 우선순위를 가지는 노드가 항상 루트에 오게 되고 이를 이용해 우선순위 큐와 같은 추상적 자료형을 구현할 수 있다. 

이때 키값의 대소 관계는 부모/자식 간에만 성립하고, 형제노드 사이에는 대소 관계가 정해지지 않는다.

 

파이썬에서는힙 자료구조를 사용하기 위해 heapq 모듈을 사용하는데 해당 모듈은 heapq (priority queue) 알고리즘을 제공한다.

 

힙 함수 사용하는 법

 - heapq.heappush(heap, 1) : 1을 heap에 추가

 - heapq.heappop(heap) : heap에서 가장 작은 원소를 제거하여 리턴해준다. 비어있을 경우엔 indexError가 호출된다.

 -  heapq.heapify(num) : 리스트 num을 heap으로 변환한다.

num = [ 2, 5, 1, 7 ]
heapq.heapify(num)
print(num)  ## [ 1, 2, 5, 7 ]

 

풀이

문제를 보면 scoville에 담긴 모든 음식의 스코빌 지수가 K 보다 작다면 스코빌 지수가 가장 낮은 음식과 그 다음으로 낮은 음식을 섞어준다. 이 행위를 반복하여 K보다 작은 음식이 없도록 한다. 출력해야하는 값은 몇 번을 섞었느냐 이다.

예외처리 - 만약 음식의 스코빌 지수가 k이상으로 만들 수 없다면 -1 을 return 한다.

 

1. 최소값을 쉽게 찾아오기 위해 모든 음식의 스코빌 지수가 담긴 scoville 을 heap으로 변환한다.

heapq.heapify(scoville)

2. while 문을 사용하여 가장 작은 음식의 스코빌 지수가 K 미만일 때와 음식을 섞기 위해선 최소한 2개의 음식이 있어야하기 때문에 scoville의 길이가 1보다 큰 경우 while 문이 실행되게 합니다.

while len(scoville) > 1 and scoville[0] < K:

3. 제일 작은 값과 두번 째로 작은 값을 꺼내와서 섞어준 후, 다시 heap안에 넣어준다. (섞는 행위)

        min_1 = heapq.heappop(scoville)
        min_2 = heapq.heappop(scoville)
        mix = min_1 + ( min_2 * 2 )     
        heapq.heappush(scoville, mix)

4. while 문이 실행된다는 게 섞는 행위가 발생한다는 것이기 때문에 카운트를 해준다.

answer += 1

5. 섞은 횟수를 출력해준다. 만약 스코빌 지수가 여전히 K 미만이라면 -1 반환해준다.

return answer if scoville[0] >= K else -1

 

처음엔 예외처리를 안해서 계속 "틀렸습니다."가 떴다.

len(scoville) > 1 과 if scoville[0] >= K else -1 누락..

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제출 코드 

import heapq

def solution(scoville, K):
    answer = 0
    heapq.heapify(scoville)

    while len(scoville) > 1 and scoville[0] < K:
        min_1 = heapq.heappop(scoville)
        min_2 = heapq.heappop(scoville)
        mix = min_1 + ( min_2 * 2 )     
        heapq.heappush(scoville, mix)
        answer += 1
    
    return answer if scoville[0] >= K else -1