[14888] - 연산자 끼워넣기

문제

N개의 수로 이루어진 수열 A1, A2, ..., AN이 주어진다. 또, 수와 수 사이에 끼워넣을 수 있는 N-1개의 연산자가 주어진다. 연산자는 덧셈(+), 뺄셈(-), 곱셈(×), 나눗셈(÷)으로만 이루어져 있다.

우리는 수와 수 사이에 연산자를 하나씩 넣어서, 수식을 하나 만들 수 있다. 이때, 주어진 수의 순서를 바꾸면 안 된다.

예를 들어, 6개의 수로 이루어진 수열이 1, 2, 3, 4, 5, 6이고, 주어진 연산자가 덧셈(+) 2개, 뺄셈(-) 1개, 곱셈(×) 1개, 나눗셈(÷) 1개인 경우에는 총 60가지의 식을 만들 수 있다. 예를 들어, 아래와 같은 식을 만들 수 있다.

1+2+3-4×5÷6
1÷2+3+4-5×6
1+2÷3×4-5+6
1÷2×3-4+5+6

식의 계산은 연산자 우선 순위를 무시하고 앞에서부터 진행해야 한다. 또, 나눗셈은 정수 나눗셈으로 몫만 취한다. 음수를 양수로 나눌 때는 C++14의 기준을 따른다. 즉, 양수로 바꾼 뒤 몫을 취하고, 그 몫을 음수로 바꾼 것과 같다. 이에 따라서, 위의 식 4개의 결과를 계산해보면 아래와 같다.

1+2+3-4×5÷6 = 1
1÷2+3+4-5×6 = 12
1+2÷3×4-5+6 = 5
1÷2×3-4+5+6 = 7

N개의 수와 N-1개의 연산자가 주어졌을 때, 만들 수 있는 식의 결과가 최대인 것과 최소인 것을 구하는 프로그램을 작성하시오.

코드

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        List<Integer> opearators = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        int N = scanner.nextInt();

        for (int i = 0; i < N ; i++) {
            list.add(scanner.nextInt());
        }

        for (int i=0; i < 4; i++){
            opearators.add(scanner.nextInt());
        }

        recursion(stack, list, opearators,0);
        System.out.println(maxNumber);
        System.out.println(minNumber);
    }

    static int maxNumber = -1000000000;
    static int minNumber = 1000000000;

    public static void recursion(Stack<Integer> stack, List<Integer> list, List<Integer> opearators, int startIndex) {
        if(isEnd(opearators)){
            int result = stack.pop();

            if(result > maxNumber){
                maxNumber = result;
            }

            if(result < minNumber){
                minNumber = result;
            }
            return;
        }

        int leftOperand = stack.isEmpty() ? list.get(startIndex++) : stack.peek();
        int rightOperand = stack.isEmpty() ? list.get(startIndex++) : list.get(startIndex++);

        for (int i = 0; i < opearators.size() ; i++) {
            if(opearators.get(i) > 0){
                int calculate = calculate(leftOperand, rightOperand, i);
                stack.push(calculate);
                opearators.set(i, opearators.get(i) - 1);
                recursion(stack, list,opearators, startIndex);
                opearators.set(i, opearators.get(i) + 1);
            }
        }
    }

    private static int calculate(int leftOperand, int rightOperand, Integer operatorNumber) {
        switch (operatorNumber){
            case 0:
                return leftOperand + rightOperand;
            case 1:
                return leftOperand - rightOperand;
            case 2:
                return leftOperand * rightOperand;
            case 3:
                return leftOperand / rightOperand;
        }
        throw new RuntimeException();
    }

    private static boolean isEnd(List<Integer> opearators) {
        return opearators.get(0) == 0 && opearators.get(1) == 0 && opearators.get(2) == 0 && opearators.get(3) == 0;
    }
}

테스트 코드

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class MainTest {

    Stack<Integer> stack = new Stack<>();

    @BeforeEach
    void initialize(){
        Main.maxNumber = -1000000000;
        Main.minNumber = 1000000000;
    }

    @Test
    @DisplayName("14888 TestCase 1")
    void Test1(){
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        List<Integer> opearators = new ArrayList<>();

        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.add(6);

        opearators.add(2);
        opearators.add(1);
        opearators.add(1);
        opearators.add(1);

        Main.recursion(stack,list,opearators,0);

        assertEquals(54, Main.maxNumber);
        assertEquals(-24, Main.minNumber);
    }

    @Test
    @DisplayName("14888 TestCase 2")
    void Test2(){
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        List<Integer> opearators = new ArrayList<>();

        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);

        opearators.add(1);
        opearators.add(0);
        opearators.add(1);
        opearators.add(0);

        Main.recursion(stack,list,opearators,0);

        assertEquals(35, Main.maxNumber);
        assertEquals(17, Main.minNumber);
    }

    @Test
    @DisplayName("14888 TestCase 3")
    void Test3(){
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        List<Integer> opearators = new ArrayList<>();

        list.add(5);
        list.add(6);

        opearators.add(0);
        opearators.add(0);
        opearators.add(1);
        opearators.add(0);

        Main.recursion(stack,list,opearators,0);

        assertEquals(30, Main.maxNumber);
        assertEquals(30, Main.minNumber);
    }
}