[백준] G5 14891번 톱니바퀴 (JAVA)

문제 출처 - Baekjoon Online Jugde

문제는 여기

14891번: 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

 

 

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[풀이]

1. 시뮬레이션이므로 동작하는 순서대로 코드를 짠다.

2. 회전시키는 톱니를 기준으로 왼쪽, 오른쪽 톱니바퀴가 회전해야 하니 left, right를 확인해준다.

3. left에서 현재 톱니바퀴의 2번이 다음 바퀴의 6번과 다르다면 회전해야 하니 이를 재귀로 구현해준다.

4. 마찬가지로 right는 현재 톱니바퀴의 6번이 이번 바퀴의 2번과 다르다면 회전하도록 재귀로 구현해준다.

5. 모든 회전이 끝나고 나면 점수를 계산해준다.

[접근]

1. 현재 번호의 톱니를 기준으로 왼쪽, 오른쪽을 체크하고 회전시킬 때, 모든 바퀴를 확인하고 회전해야 하는데 이를 확인하고 회전하고, 확인하고 회전하는 식으로 구현을 했었다.

2. 위의 방법으로 틀리고 나서 생각을 해보니 다음 바퀴를 체크하고 회전해야 해 이를 수정해주었다.

3. 왼쪽 바퀴를 체크할 때는 현재의 2번과 다음의 6번이 다른지를 체크해야 하고, 오른쪽 바퀴를 체크할 때는 현재의 6번과 이전의 2번 바퀴를 체크해주었다.

[코드]

package BOJ_gold;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main_G5_14891_김재욱 {
	static int wheel[][] = new int[4][8]; // 톱니바퀴 저장
	static int k; // 회전 횟수
	static int ans; // 결과
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			String str = br.readLine();
			
			// 톱니바퀴의 초기 상태 입력
			for (int j = 0; j < 8; j++) {
				wheel[i][j] = str.charAt(j) - '0';
			}
		}
		
		k = Integer.parseInt(br.readLine());
		
		for (int i = 0; i < k; i++) {
			StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
			
			// 회전시킨 톱니바퀴의 번호
			int idx = Integer.parseInt(st.nextToken()) - 1;
			// 방향 - 1 시계, -1 반시계
			int dir = Integer.parseInt(st.nextToken());
			
			simul(idx, dir);
		}
		
		// 톱니바퀴의 12시가 1인지 확인해서 1인 경우 점수증가
		// 점수는 1 2 4 8로 2의 제곱으로 증가해서 Math.pow를 사용해 추가해주었다.
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			if (wheel[i][0] == 1)
				ans += Math.pow(2, i);
		}
		
		// 결과 출력
		System.out.println(ans);
	}
	
	// 회전시킨 톱니를 기준으로 좌우의 톱니 회전유무 확인
	static void simul(int index, int direction) {
		// 왼쪽 톱니
		left(index - 1, -direction);
		// 오른쪽 톱니
		right(index + 1, -direction);
		// 회전
		rotate(index, direction);
	}
	
	static void left(int index, int direction) {
		// 첫번째 톱니면 탈출
		if (index < 0)
			return;
		
		// 현재 톱니의 2번과 바로 오른쪽에 있는 톱니의 6번이 같으면 회전하지 않으니까
		// 다른 경우 회전
		if (wheel[index][2] != wheel[index + 1][6]) {
			// 다음 톱니바퀴를 확인
			left(index - 1, -direction);
			// 회전을 시킨다.
			rotate(index, direction);
		}
	}
	
	static void right(int index, int direction) {
		// 4번째 톱니면 탈출
		if (index > 3)
			return;
		
		// 현재 톱니의 6번과 바로 왼쪽의 톱니의 2번이 다르면
		if (wheel[index][6] != wheel[index - 1][2]) {
			// 다음 톱니바퀴를 확인
			right(index + 1, -direction);
			// 회전시킨다.
			rotate(index, direction);
		}
	}
	
	static void rotate(int index, int direction) {
		int temp = 0; // 임시변수
		
		// 방향이 1이면 시계 방향으로 회전
		if (direction == 1) {
			temp = wheel[index][7]; // 마지막 > 0번으로 이동해야 하므로 저장해둔다.
			
			// 한 칸씩 이동한다.
			for (int i = 7; i > 0; i--) {
				wheel[index][i] = wheel[index][i - 1];
			}

			// 0 번에 넣어주기
			wheel[index][0] = temp;
		}
		else { // 반시계 방향으로 회전
			temp = wheel[index][0]; // 0번 > 마지막으로 이동해야 하므로 저장해둠

			// 한 칸씩 이동한다.
			for (int i = 0; i < 7; i++) {
				wheel[index][i] = wheel[index][i + 1];
			}
			
			// 7번(마지막)에 넣어주기
			wheel[index][7] = temp;
		}
	}
}