[ 백준 14891 해설 ] ( python ) 톱니바퀴

 

📚 톱니바퀴

 

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 입력 1 복사

10101111
01111101
11001110
00000010
2
3 -1
1 1

예제 출력 1 복사

7

예제 입력 2 복사

11111111
11111111
11111111
11111111
3
1 1
2 1
3 1

예제 출력 2 복사

15

예제 입력 3 복사

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

예제 출력 3 복사

6

예제 입력 4 복사

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

예제 출력 4 복사

5

 

 

 

✍ 접근

• 구현
• 톱니바퀴를 구현으로 돌리면서 탐색한다
• 톱니를 돌린다는 점에서 deque 자료구조를 생각해냈다.
• 톱니바퀴 개수가 n개였다면 DFS를 통한 재귀를 이용했을 것 같은데 톱니의 개수가 딱 4개라 간단하게 for문을 돌며 탐색해주었다

 

 

 

정답코드

# ✨ 입력
import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline
t = [deque(list(map(int,input().rstrip()))) for _ in range(4)] # 톱니 상태 저장

# ✨ 톱니 돌리기 
k = int(input())
for _ in range(k): 
	r = [] # ✨ 처음 톱니 상태 저장
	for i in range(4):
		r.append([t[i][6],t[i][2]])
	n,d = map(int,input().split())
	n = n-1
    
    # ✨ 왼쪽에 있는 톱니들 돌리기
	if n != 0 :
		for i in range(n,0,-1):
			if r[i][0] != r[i-1][1]:
				if (n-(i-1))%2 == 0:
					t[i-1].rotate(d)
				elif (n-(i-1))%2 != 0:
					t[i-1].rotate(-1*d)
			elif r[i][0] == r[i-1][1]:
				break
                
	# ✨ 오른쪽에 있는 톱니들 돌리기
	if n != 3:
		for i in range(n,3):
			if r[i][1] != r[i+1][0]:
				if (n-(i+1))%2 == 0:
					t[i+1].rotate(d)
				elif (n-(i+1))%2 != 0:
					t[i+1].rotate(-1*d)
			elif r[i][1] == r[i+1][0]:
				break
	t[n].rotate(d)
    
# ✨ 출력
res = 0
if t[0][0] == 1:
	res+=1
if t[1][0] == 1:
	res+=2
if t[2][0] == 1:
	res+=4
if t[3][0] ==1:
	res+=8
print(res)

 

 

해설

입력

• 문제에서 나온 값을 입력받는다
• t에 톱니 상태를 저장해둔다

톱니 돌리기

• 톱니가 맞물리는 위치는 2번째 톱니-7번째 톱니, 2번째 톱니-7번째 톱니,2번째 톱니... 이기 때문에 이 위치를 저장해준다
  이 위치를 저장하지 않아 계속 틀렸습니다가 떴었다😖
  위치를 저장해야 하는 이유
  => 처음 상태의 톱니를 보고 맞물리는 톱니가 다른 상태일 때 계속 돌려야 하는데 톱니를 하나라도 돌리게 되면 맞물리는 상태가 변하기 때문. 처음에 맞물리는 톱니들의 위치를 저장해두어 이를 방지해야 한다
• 왼쪽에 있는 톱니 돌리기
  • n이 0이 아닐 때
  • n부터(처음 돌리는 톱니) 0까지(1까지) -1씩 감소하면서 r에 저장해둔 맞물리는 위치를 검사해준다
    • 반대 방향으로 돌 때, 정방향으로 돌때를 if문을 통해 설정해준다
  • 만약 톱니가 같은 값으로 맞물린다면 더이상 왼쪽에 있는 톱니를 돌리지 않고 break해준다
• 오른쪽에 있는 톱니 돌리기
  • n이 3이 아닐 때
  • 0부터 n-까지 r에 저장해둔 맞물리는 위치를 검사해준다
    • 반대 방향으로 돌 때, 정방향으로 돌때를 if문을 통해 설정해준다
  • 만약 톱니가 같은 값으로 맞물린다면 더이상 왼쪽에 있는 톱니를 돌리지 않고 break해준다

 

 

 

 

⭐ 배움

• 구현에서 생각해봐야 할 것은 생각보다 많다는 것을 느꼈다.
• 모르겠으면 실제로 톱니를 그려 돌려보자
• 접근은 좋았다고 생각한다