[Programmers/Python] 무지의 먹방 라이브 || 그리디, 우선 순위 큐, 최소 힙

프로그래머스 42891 무지의 먹방 라이브 파이썬

프로그래머스

❍ 문제 설명

• 효율성 테스트에 부분 점수가 있는 문제입니다.

평소 식욕이 왕성한 무지는 자신의 재능을 뽐내고 싶어 졌고 고민 끝에 카카오 TV 라이브로 방송을 하기로 마음먹었다.

그냥 먹방을 하면 다른 방송과 차별성이 없기 때문에 무지는 아래와 같이 독특한 방식을 생각해냈다.

회전판에 먹어야 할 N 개의 음식이 있다. 각 음식에는 1부터 N 까지 번호가 붙어있으며, 각 음식을 섭취하는데 일정 시간이 소요된다. 무지는 다음과 같은 방법으로 음식을 섭취한다.

• 무지는 1번 음식부터 먹기 시작하며, 회전판은 번호가 증가하는 순서대로 음식을 무지 앞으로 가져다 놓는다.
• 마지막 번호의 음식을 섭취한 후에는 회전판에 의해 다시 1번 음식이 무지 앞으로 온다.
• 무지는 음식 하나를 1초 동안 섭취한 후 남은 음식은 그대로 두고, 다음 음식을 섭취한다.
  • 다음 음식이란, 아직 남은 음식 중 다음으로 섭취해야 할 가장 가까운 번호의 음식을 말한다.
• 회전판이 다음 음식을 무지 앞으로 가져오는데 걸리는 시간은 없다고 가정한다.

무지가 먹방을 시작한 지 K 초 후에 네트워크 장애로 인해 방송이 잠시 중단되었다.

무지는 네트워크 정상화 후 다시 방송을 이어갈 때, 몇 번 음식부터 섭취해야 하는지를 알고자 한다.

각 음식을 모두 먹는데 필요한 시간이 담겨있는 배열 food_times, 네트워크 장애가 발생한 시간 K 초가 매개변수로 주어질 때 몇 번 음식부터 다시 섭취하면 되는지 return 하도록 solution 함수를 완성하라.

❍ 제한사항

• food_times 는 각 음식을 모두 먹는데 필요한 시간이 음식의 번호 순서대로 들어있는 배열이다.
• k 는 방송이 중단된 시간을 나타낸다.
• 만약 더 섭취해야 할 음식이 없다면 1을 반환하면 된다.

❍ 정확성 테스트 제한 사항

• food_times 의 길이는 1 이상 2,000 이하이다.
• food_times 의 원소는 1 이상 1,000 이하의 자연수이다.
• k는 1 이상 2,000,000 이하의 자연수이다.

❍ 효율성 테스트 제한 사항

• food_times 의 길이는 1 이상 200,000 이하이다.
• food_times 의 원소는 1 이상 100,000,000 이하의 자연수이다.
• k는 1 이상 2 x 10^13 이하의 자연수이다.

❍ 입출력 예

❍ 입출력 예 설명

입출력 예 #1

• 0~1초 동안에 1번 음식을 섭취한다. 남은 시간은 [2,1,2] 이다.
• 1~2초 동안 2번 음식을 섭취한다. 남은 시간은 [2,0,2] 이다.
• 2~3초 동안 3번 음식을 섭취한다. 남은 시간은 [2,0,1] 이다.
• 3~4초 동안 1번 음식을 섭취한다. 남은 시간은 [1,0,1] 이다.
• 4~5초 동안 (2번 음식은 다 먹었으므로) 3번 음식을 섭취한다. 남은 시간은 [1,0,0] 이다.
• 5초에서 네트워크 장애가 발생했다. 1번 음식을 섭취해야 할 때 중단되었으므로, 장애 복구 후에 1번 음식부터 다시 먹기 시작하면 된다.

 

❏ 문제 풀이

음식이 회전판처럼 계속 반복되므로 이를 그대로 반복문을 돌리게 되면, 효율성이 매우 낮아진다.
그래서 힙을 고려하여 문제를 풀이하게 된다.
K라는 시간이 허용되는 한, 가장 음식이 적게 남은 것이 가장 먼저 다 먹어치울 수 있게 된다.
food_times = [8, 6, 4]이고 K = 15인 경우를 예로 들자면, 음식의 수가 4인 3번 음식이 가장 빨리 사라지게 될 것이다.
그러면 3번 음식을 다 먹어치울 때까지 걸리는 시간을 계산해보면, 4(3번 음식을 먹는데 걸리는 시간) * 3(남은 음식의 수) = 12초가 소요된다.
12초는 K인 15초보다 작기 때문에, 단 번에 15 - 12 = 3으로 계산이 가능해진다.
그러면 food_times는 [4, 2, 0]이 된다. 그 다음 가장 음식이 적게 남은 것은 2번 음식이 되는데, 2번 음식을 다 먹을 때까지 걸리는 시간은 2(2번 음식을 먹는데 걸리는 시간) * 2(남은 음식의 수) = 4초가 소요된다.
4초는 K인 3초보다 크기 때문에, 이 때부터 K초가 흐른 다음 어떤 음식을 먹을 차례인지 계산해주면 된다.
 
1. 입력받은 food_times를 가지고 우선 순위 큐(최소 힙)를 구성한다.
2. 시간이 가장 적게 걸리는 음식을 다 먹을 때의 시간과 K를 비교한다.
- a. K가 더 크다면, 그만큼 K를 줄이고, 다른 남은 음식들의 시간도 줄인다.
- b. K가 더 작다면, K초 후의 먹을 음식을 리턴해준다.

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1. food_times로 구성한 우선순위 큐(최소 힙)이다.

3번 음식을 다 먹는 데에 가장 적은 시간이 걸리며, 4(3번 음식을 먹는데 걸리는 시간) * 3(남은 음식의 수) = 12초가 소요된다. K = 15 - 12 = 3초 남은 음식 수 : 2개
 
2. 그 다음으로는 2번 음식이 가장 적은 시간이 걸리게 된다. (2번 음식은 6초 - 4초 = 2초가 남아있으며, 1번 음식은 8 - 4초 = 4초가 남아있다.)

2번 음식을 다 먹는 데에 걸리는 시간은 2(2번 음식을 먹는데 걸리는 시간) * 2(남은 음식의 수) = 4초가 소요된다.
K = 3이므로 1번처럼의 과정은 이루어지지 않고 K초 후의 먹을 음식을 계산해주면 된다.
음식은 번호 순서대로 먹기 때문에 1번 음식, 2번 음식, 1번 음식 순으로 먹게 되며, 최종적으로 다음 먹어야 할 음식은 2번 음식이 된다.
 

❍ Code

import heapq

def solution(food_times, k):
    if sum(food_times) <= k:  # 음식 먹는 데 걸리는 시간이 k보다 작거나 같다면 -1
        return -1

    q = []  # 우선순위 큐
    for i in range(len(food_times)):  # 우선순위 큐(최소 힙) 생성
        heapq.heappush(q, (food_times[i], i + 1))  # 음식 시간과 음식 번호를 넣어준다

    length = len(food_times)
    prev = 0

    while True:
        # q[0][0] : 힙의 가장 상단 부분으로 음식 시간이 제일 적은 것이 해당된다.
        if k > (q[0][0] - prev) * length:  # k보다 가장 적게 걸리는 음식 * 남은 음식 수가 작은 경우,
            k -= (q[0][0] - prev) * length  # 가장 적게 걸리는 음식을 다 먹을 때까지 소요된 시간을 빼준다.
            length -= 1
            prev, _ = heapq.heappop(q)
        else:
            i = k % length
            q.sort(key=lambda x: x[1])
            return q[i][1]

 

❍ Code

def solution2(food_times, k):
    if sum(food_times) <= k:
        return -1

    q = []
    for i in range(len(food_times)):
        heapq.heappush(q, (food_times[i], i + 1))

    prev = 0
    length = len(food_times)

    while (q[0][0] - prev) * length < k:
        k -= (q[0][0] - prev) * length
        length -= 1
        prev, _ = heapq.heappop(q)

    result = sorted(q, key=lambda x: x[1])
    return result[k % length][1]

code1과 달라진 점은 while문에 조건을 설정해준 것이다.