https://www.acmicpc.net/problem/14891

문제

총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 아래 그림과 같이 일렬로 놓여져 있다. 또, 톱니는 N극 또는 S극 중 하나를 나타내고 있다. 톱니바퀴에는 번호가 매겨져 있는데, 가장 왼쪽 톱니바퀴가 1번, 그 오른쪽은 2번, 그 오른쪽은 3번, 가장 오른쪽 톱니바퀴는 4번이다.

이때, 톱니바퀴를 총 K번 회전시키려고 한다. 톱니바퀴의 회전은 한 칸을 기준으로 한다. 회전은 시계 방향과 반시계 방향이 있고, 아래 그림과 같이 회전한다.

톱니바퀴를 회전시키려면, 회전시킬 톱니바퀴와 회전시킬 방향을 결정해야 한다. 톱니바퀴가 회전할 때, 서로 맞닿은 극에 따라서 옆에 있는 톱니바퀴를 회전시킬 수도 있고, 회전시키지 않을 수도 있다. 톱니바퀴 A를 회전할 때, 그 옆에 있는 톱니바퀴 B와 서로 맞닿은 톱니의 극이 다르다면, B는 A가 회전한 방향과 반대방향으로 회전하게 된다. 예를 들어, 아래와 같은 경우를 살펴보자.

두 톱니바퀴의 맞닿은 부분은 초록색 점선으로 묶여있는 부분이다. 여기서, 3번 톱니바퀴를 반시계 방향으로 회전했다면, 4번 톱니바퀴는 시계 방향으로 회전하게 된다. 2번 톱니바퀴는 맞닿은 부분이 S극으로 서로 같기 때문에, 회전하지 않게 되고, 1번 톱니바퀴는 2번이 회전하지 않았기 때문에, 회전하지 않게 된다. 따라서, 아래 그림과 같은 모양을 만들게 된다.

위와 같은 상태에서 1번 톱니바퀴를 시계 방향으로 회전시키면, 2번 톱니바퀴가 반시계 방향으로 회전하게 되고, 2번이 회전하기 때문에, 3번도 동시에 시계 방향으로 회전하게 된다. 4번은 3번이 회전하지만, 맞닿은 극이 같기 때문에 회전하지 않는다. 따라서, 아래와 같은 상태가 된다.

톱니바퀴의 초기 상태와 톱니바퀴를 회전시킨 방법이 주어졌을 때, 최종 톱니바퀴의 상태를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 1번 톱니바퀴의 상태, 둘째 줄에 2번 톱니바퀴의 상태, 셋째 줄에 3번 톱니바퀴의 상태, 넷째 줄에 4번 톱니바퀴의 상태가 주어진다. 상태는 8개의 정수로 이루어져 있고, 12시방향부터 시계방향 순서대로 주어진다. N극은 0, S극은 1로 나타나있다.

다섯째 줄에는 회전 횟수 K(1 ≤ K ≤ 100)가 주어진다. 다음 K개 줄에는 회전시킨 방법이 순서대로 주어진다. 각 방법은 두 개의 정수로 이루어져 있고, 첫 번째 정수는 회전시킨 톱니바퀴의 번호, 두 번째 정수는 방향이다. 방향이 1인 경우는 시계 방향이고, -1인 경우는 반시계 방향이다.

출력

총 K번 회전시킨 이후에 네 톱니바퀴의 점수의 합을 출력한다. 점수란 다음과 같이 계산한다.

1번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 1점
2번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 2점
3번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 4점
4번 톱니바퀴의 12시방향이 N극이면 0점, S극이면 8점

예제 입출력

• 예제 입력 1

10101111
01111101
11001110
00000010
2
3 -1
1 1

• 예제 출력 1

7

• 예제 입력 2

11111111
11111111
11111111
11111111
3
1 1
2 1
3 1

• 예제 출력 2

15

• 예제 입력 3

10001011
10000011
01011011
00111101
5
1 1
2 1
3 1
4 1
1 -1

• 예제 출력 3

6

• 예제 입력 4

10010011
01010011
11100011
01010101
8
1 1
2 1
3 1
4 1
1 -1
2 -1
3 -1
4 -1

• 예제 출력 4

5

Solution

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

deque<int> gear[5];

void rotateClockwise(int index)
{
    int tmp = gear[index].back();
    gear[index].pop_back();
    gear[index].push_front(tmp);
}

void rotateCounterClockwise(int index)
{
    int tmp = gear[index].front();
    gear[index].pop_front();
    gear[index].push_back(tmp);
}

int main()
{
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);

    int N;
    int left = 0, right = 0;
    int answer = 0;
    for (int i = 1; i <= 4; i++)
    {
        string tmp;
        cin >> tmp;
        for (int j = 0; j < tmp.length(); j++)
        {
            gear[i].push_back(tmp[j] - '0');
        }
    }
    cin >> N;
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        int index, direction;
        cin >> index >> direction;
        bool diff[5];
        int directionArray[5];

        fill_n(diff, 5, false);
        fill_n(directionArray, 5, 0);

        diff[index] = true;
        directionArray[index] = direction;

        for (int i = index; i < 4; i++)
        {
            if (gear[i].at(2) != gear[i + 1].at(6))
            {
                diff[i + 1] = true;
                directionArray[i + 1] = directionArray[i] * (-1);
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
        for (int i = index; i > 1; i--)
        {
            if (gear[i].at(6) != gear[i - 1].at(2))
            {
                diff[i - 1] = true;
                directionArray[i - 1] = directionArray[i] * (-1);
            }
            else
            {
                break;
            }
        }

        for (int i = 1; i <= 4; i++)
        {
            if (diff[i])
            {
                if (directionArray[i] == 1)
                {
                    rotateClockwise(i);
                }
                else if (directionArray[i] == -1)
                {
                    rotateCounterClockwise(i);
                }
            }
        }
    }
    int score = 1;
    for (int i = 1; i <= 4; i++)
    {
        if (gear[i].front() == 1)
        {
            answer += score;
        }
        score *= 2;
    }
    cout << answer << '\n';
}

말 그대로 빡 구현 문제다. 문제를 하나하나 분석하면서 풀어 나가보도록 하겠다.

조건들을 정리 해 보면 다음과 같다.

1. 문제에 제시 된 톱니바퀴들은 총 네개. 12시 부터 시계 방향으로 총 8개의 톱니에 N 혹은 S가 입력되어있다. 그냥 간단히 말해서 1아니면 0이라고만 생각하자. 헷갈린다.
2. N 번째 톱니바퀴에 회전 명령을 내린다면, 그 옆에 있는 톱니바퀴 중에 마주보는 톱니의 극이 다른 톱니들은 회전한다. 자연스럽게 그 옆에 있는 톱니 또한 회전한다.
3. 단 회전하는 방향은 옆에 있는 톱니바퀴와 반대방향이다.
   • 예를 들어 1번 톱니바퀴가 시계방향 회전 명령을 받았고, 2번과 3번 톱니바퀴가 서로 마주보는 톱니들의 극이 다르다면 2번과 3번 또한 회전한다.
   • 단, 1번 톱니바퀴가 시계방향 회전 명령을 받았기에 2번은 반시계, 3번은 시계방향으로 회전해야 한다.

deque<int> gear[5];

void rotateClockwise(int index)
{
    int tmp = gear[index].back();
    gear[index].pop_back();
    gear[index].push_front(tmp);
}

void rotateCounterClockwise(int index)
{
    int tmp = gear[index].front();
    gear[index].pop_front();
    gear[index].push_back(tmp);
}

톱니바퀴의 데이터는 deque를 활용했다. 시계 방향이든, 반 시계 방향이든 회전시키는데 일일히 vector나 배열을 써서 인덱스별로 스왑 시키는 건 매우 귀찮은 작업이고 C++에서는 at 명령을 통해 특정 인덱스의 값을 비교할 수 있다.

10101111
01111101

왼쪽 톱니바퀴 입장에서는 2번 인덱스의 톱니가 오른쪽 톱니바퀴의 6번 인덱스와 마주친 입장이다.
이걸 보고 현재 회전하려는 톱니바퀴를 기준으로 얼마나 많은 톱니바퀴가 어떤 방향으로 회전할 지에 대한 로직을 짜 주면 된다.

int index, direction;
cin >> index >> direction;
bool diff[5];
int directionArray[5];

fill_n(diff, 5, false);
fill_n(directionArray, 5, 0);

diff[index] = true;
directionArray[index] = direction;

for (int i = index; i < 4; i++)
{
    if (gear[i].at(2) != gear[i + 1].at(6))
    {
         diff[i + 1] = true;
         directionArray[i + 1] = directionArray[i] * (-1);
    }
    else
    {
        break;
    }
}
for (int i = index; i > 1; i--)
{
    if (gear[i].at(6) != gear[i - 1].at(2))
    {
        diff[i - 1] = true;
        directionArray[i - 1] = directionArray[i] * (-1);
    }
    else
    {
        break;
    }
}

for (int i = 1; i <= 4; i++)
{
     if (diff[i])
     {
        if (directionArray[i] == 1)
        {
             rotateClockwise(i);
        }
        else if (directionArray[i] == -1)
        {
            rotateCounterClockwise(i);
        }
    }
}

로직은 보시다 시피 간단하다. 어떤 방향으로 움직일 지, 움직여야 하는 지 여부를 각자 배열에 저장 해 두었다가 갱신 해 주면 된다.

알고리즘을 가져다 쓰기만 해서는 풀기 힘든 문제들을 오히려 많이 풀어봐야 할 것 같아서 한동안은 빡구현 위주로 연재 할 예정이다.