[백준] 14891. 톱니바퀴/Python - Gold5

❓문제

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

성능 요약

메모리: 112308 KB, 시간: 112 ms

문제 설명

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.

✍🏻풀이

우선 톱니바퀴가 돌아가려면 맞닿아있는 부분이 서로 다른 극을 갖고 있어야 한다. 이때 맞닿아 있는 부분이 1번은 왼쪽만 있고 4번은 오른쪽만 있다. 그리고 2번과 3번은 양쪽이 맞닿아있다. 한 톱니바퀴를 시계방향으로 돌리면 맞닿아있는 부분은 반시계방향으로 돌게 된다. 위 그림은 테스트케이스 1번을 표현한 것이다.

맞닿아 있는 부분을 확인하기 위해 오른쪽과 왼쪽으로 함수를 나누었다. 예를 들어, 현재 톱니바퀴가 2번이고 시계방향으로 돌린다고 해보자. 그리고 1번과 2번은 맞닿아 있는 부분이 서로 다르고 2번과 3번도 맞닿아있는 부분이 서로 다른 극을 갖고 있다. 그러면 2번 톱니바퀴를 돌리기 전에 3번과 4번의 맞닿아있는 부분이 서로 다른지 확인해야 한다. 그리고 오른쪽과 왼쪽을 계속 확인할 수 없기 때문에 왼쪽은 현재 톱니바퀴 번호가 0미만이라면 멈추고, 오른쪽은 현재 톱니바퀴 번호가 3을 초과하면 멈추도록 하면 된다.

왼쪽과 오른쪽 모두 서로 맞닿아있는 부분을 확인하고 이후에는 현재 톱니바퀴를 deque의 rotate 함수를 사용해서 방향을 돌리면 된다. rotate 함수는 음수인 경우에는 반시계방향으로 돌고 양수인 경우에는 시계방향으로 돌아간다.

💻코드

from collections import deque

wheels = [deque(list(map(int, input()))) for _ in range(4)]
K = int(input())

def left(c, r):
    global wheels
    if c < 0:
        return
    if wheels[c+1][6] != wheels[c][2]:
        left(c - 1, -r)
        wheels[c].rotate(r)


def right(c, r):
    global wheels
    if c > 3:
        return

    if wheels[c-1][2] != wheels[c][6]:
        right(c + 1, -r)
        wheels[c].rotate(r)


for _ in range(K):
    n, r = map(int, input().split())
    left(n - 2, -r)
    right(n, -r)
    wheels[n - 1].rotate(r)

ans = 0
for i in range(4):
    if wheels[i][0]: # wheels[i][0]가 1이면
        ans += 2 ** i # 2의 i 제곱

print(ans)

📍후기

처음에는 DFS인지 백트래킹인지 고민했는데 아무리 생각해도 방문 여부를 표시할 필요가 없어 보여서 재귀함수를 어떻게 구성할지 고민했다. 그리고 오른쪽 왼쪽 두 개로 나눠서 풀다보니 어떻게 풀어야 할지 보였다. 뭔가 점점 내가 성장하는 기분😆