[프로그래머스] 카카오 블라인드 리크루트 2019 - 길 찾기 게임 (Java)

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프로그래머스

문제 설명

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.

제한사항

• 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.

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입출력 예

nodeinfo	result
[[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]]

입출력 예 설명

입출력 예 #1

문제에 주어진 예시와 같다.

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풀이

이진 트리, 전위 순회(preorder), 후위 순회(postorder)에 대해 알고있는지 확인하는 문제였다. 자료구조 수업을 들었던 것을 떠올리면서 풀었다. 이론적으로는 알고 있었는데 직접 구현은 처음이어서 자료구조를 다시 한번 떠올릴 수 있는 문제였다.

이진 트리는 링크드리스트 형태를 이용해 구현했다. 입력받은 값을 이용해 노드 객체를 생성하고 메소드를 재귀하는 방법으로 트리 내부의 자리로 찾아가게 구현하였다.

트리를 구축하기 전 노드들 중 최상위 노드가 되는 root 노드를 먼저 찾아야했다. 최상위 노드는 y의 값이 가장 큰 좌표다. root가 되는 좌표를 찾으면서 입력받은 좌표를 정렬을 해놓아야만 시간 초과가 나지 않는다.

정렬 순서는 y 기준 내림차순이고 y가 동일한 경우에는 x 기준으로 오름차순하면 된다. 이 때 Node 객체가 Comparable 인터페이스를 상속 받도록하여 객체 자체의 정렬 기준을 만들어주었다. (Compator와 Comparable은 공부해두면 정말 유용하다!)

트리가 완성된 후에는 preorder, postorder 메소드를 만들어주어 결과값을 도출하였다.

코드

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Solution {

    private static int[] preOderResult;
    private static int[] postOderResult;
    private static int index = 0;

    public static void main(String[] args) {
        int[][] nodeinfo = {{5, 3}, {11, 5}, {13, 3}, {3, 5}, {6, 1}, {1, 3}, {8, 6}, {7, 2}, {2, 2}};
        int[][] answer = solution(nodeinfo);

        for (int i = 0; i < answer.length; i++) {
            for (int j = 0; j < answer[i].length; j++) {
                System.out.print(answer[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static int[][] solution(int[][] nodeinfo) {
        int[][] answer = new int[2][nodeinfo.length];

        List<Node> nodeList = new ArrayList<>();
        preOderResult = new int[nodeinfo.length];
        postOderResult = new int[nodeinfo.length];

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

        Collections.sort(nodeList);
        Node root = nodeList.get(0);

        for (int i = 0; i < nodeList.size(); i++) {
            Node nowNode = nodeList.get(i);
            setNodes(root, nowNode);
        }

        preOrder(root);
        index = 0;
        postOrder(root);

        answer[0] = preOderResult;
        answer[1] = postOderResult;

        return answer;
    }

    private static void setNodes(Node parent, Node child) {
        if (child.x < parent.x) {
            if (parent.left == null) {
                parent.left = child;
            } else {
                if (parent.left.y < child.y) {
                    Node temp = parent.left;
                    parent.left = child;
                    setNodes(parent.left, temp);
                    return;
                }

                setNodes(parent.left, child);
            }
        }

        if (child.x > parent.x) {
            if (parent.right == null) {
                parent.right = child;
            } else {
                if (parent.right.y < child.y) {
                    Node temp = parent.right;
                    parent.right = child;
                    setNodes(parent.right, temp);
                    return;
                }

                setNodes(parent.right, child);
            }
        }
    }


    private static void preOrder(Node node) {
        if (node != null) {
            preOderResult[index++] = node.index;
            preOrder(node.left);
            preOrder(node.right);
        }
    }

    private static void postOrder(Node node) {
        if (node != null) {
            postOrder(node.left);
            postOrder(node.right);
            postOderResult[index++] = node.index;
        }
    }
}

class Node implements Comparable<Node> {
    Node left;
    Node right;
    int x;
    int y;
    int index;

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

    @Override
    public int compareTo(Node o) {
        if (this.y == o.y) {
            return this.x - o.x;
        } else {
            return o.y - this.y;
        }
    }
}