백준 17503 - 맥주 축제 (자바 - 그리디)

https://www.acmicpc.net/problem/17503

17503번: 맥주 축제

 

* 문제 요약

내일부터 N일 동안 대구광역시에서 맥주 축제가 열립니다!

이 축제에서는 무려 K 종류의 맥주를 무료로 제공합니다.

축제 주최자는 축제에서 더 많은 참가자들이 다양한 종류의 맥주를 즐겼으면 합니다. 그래서 축제에서 참가자들은 하루에 맥주 1병만 받을 수 있고, 이전에 받았던 종류의 맥주는 다시 받을 수 없습니다.

 

맥주를 정말로 사랑하는 대학생 전씨는 무료 맥주 소식에 신이 났습니다. 전씨는 이 맥주 축제에 참가해 총 N일 동안 맥주 N병을 마시려 합니다.

하지만 전씨에게는 큰 고민이 있었습니다. 전씨는 맥주를 사랑하지만, 도수가 높은 맥주를 마시면 기절하는 맥주병이 있습니다. 전씨는 맥주를 마시다 기절하면 늦잠을 자 다음 날 1교시 수업에 결석해 F를 받게 될 수도 있습니다.

전씨는 고민을 해결하기 위해 천재석사 현씨와 천재박사 승씨에게 자신의 간을 강력하게 만들어달라고 부탁했습니다.

하지만 간을 강력하게 만드는 비용이 너무 비싸서, 전씨는 간을 가능한 한 조금만 강화할 계획을 세웠습니다.

 

우선 K종류의 맥주에 각각 '선호도' 와 '도수 레벨' 을 매겼습니다. 선호도는 전씨가 해당 맥주를 얼마나 좋아하는지를 나타내는 수치이고, 도수 레벨은 해당 맥주의 도수가 얼마나 강한지를 나타내는 수치입니다.

편의상 전씨는 선호도와 도수 레벨을 정수로 매겼습니다.

만약 마시는 맥주의 도수 레벨이 전씨의 간 레벨보다 높으면 맥주병이 발병해 기절해버리고 맙니다.

또한, 전씨는 맥주병에 걸리지 않으면서도 자신이 좋아하는 맥주를 많이 마시고 싶어합니다. 따라서, 마시는 맥주 N개의 선호도 합이 M이상이 되게 하려 합니다.

 

거창한 계획을 세운 전, 현, 승 세 사람은 서로 머리를 맞대고 고민하다가, 스트레스를 받아 연구를 집어치우고 맥주를 마시러 떠나버렸습니다.

이를 본 여러분은 세 사람을 대신해 조건을 만족하는 간 레벨의, 최솟값을 출력하는 프로그램을 만들어주려고 합니다.

세 사람을 도와주세요!

 

* 입력

첫 번째 줄에 축제가 열리는 기간 N (1 <= N <= 200,000) 과, 채워야 하는 선호도의 합 M (1 <= M < 2^31) 과, 마실 수 있는 맥주 종류의 수 K (N <= K <= 200,000) 가 주어집니다.

다음 K 개의 줄에는 1번부터 K번 맥주의 선호도 vi (0 <= vi <= 10,000) 와 도수 레벨 ci (1 <= ci < 2^31) (vi, ci 는 정수) 이 공백을 사이에 두고 주어집니다.

1번부터 K번 맥주의 종류는 모두 다릅니다.

 

* 출력

첫 번째 줄에 주어진 선호도의 합 M 을 채우면서 N갸의 맥주를 모두 마실 수 있는 간 레벨의 최솟값을 출력합니다.

만약 아무리 레벨을 올려도 조건을 만족시킬 수 없으면 첫 번째 줄에 -1 하나만 출력하고 더 이상 아무것도 출력하지 않아야 합니다.

 

* 예시

 

* 해결 과정

입력으로 들어올 맥주 데이터를 도수 기준으로 오름차순 정렬하기 편하게끔 하기 위해 선호도(prefer) 와 도수 레벨(alchol) 데이터를 가진 맥주 객체(Beer) 를 만들어준 다음 Comparable 인터페이스를 구현하도록 하여 compareTo() 메소드를 오버라이드해와 도수 레벨을 기준으로 오름차순 정렬을 수행하게끔 코드를 다시 작성해주었다.

 

n, m, k 와 각 맥주의 선호도, 도수 레벨에 대한 입력을 받은 다음, 맥주의 데이터는 맥주 객체배열에 저장해주고 Arrays.sort() 메소드를 통해 도수 레벨을 기준으로 오름차순 정렬을 수행해주었다.

그 다음엔 아래와 같은 로직을 수행하였다.

1. 맥주의 선호도를 기준으로 오름차순 정렬을 수행하여 데이터를 저장하기 위해 우선순위 큐를 만든다.

2. 맥주 배열을 처음부터 끝까지 순차탐색 하며 현재 탐색중인 맥주의 선호도를 우선순위 큐에 저장해준 다음, 해당 값을 현재까지 탐색한 맥주의 선호도를 총합한 total 변수에 합산해준다.

3. 만약 우선순위 큐의 크기가 n을 넘어서면 기본적으로 대회 기간 내내 맥주병에 걸린적 없이 맥주를 매일 하루에 한 병씩 성공적으로 마셨다는 뜻이므로, 간 강화수치의 최대값을 찾아내고 선호도의 총합을 늘려주기 위해 total 변수에서 우선순위 큐의 가장 앞에 있는 값. 즉, 선호도가 가장 낮은 맥주의 선호도 값을 빼준다. 

4. 우선순위 큐의 크기가 n 과 같은 동시에 현재 선호도 총합 total 값이 m 보다 크거나 같은 경우 현재 탐색중인 맥주. 즉, 마지막으로 탐색한 맥주의 도수 레벨을 결과를 출력하기 위한 변수 result 에 저장해주고 반복문을 종료시킨다.

(마지막으로 탐색한 맥주의 도수 레벨을 정답으로 출력하는 이유는 애초에 맥주 배열을 도수 레벨을 기준으로 오름차순 정렬했기 때문에, 선호도 총합이 m 을 넘으면서 n개의 맥주를 마시는데 성공한 순간 마지막으로 탐색하고 있던 맥주의 도수 레벨이 필연적으로 문제에서 제시한 조건을 만족하면서 간 강화수치의 최솟값이 될 것이기 때문이다.)

5. 만약 반복문이 종료된 뒤에 result 값이 0 인 경우 반복문을 진행하는 동안 문제에서 제시한 조건을 만족하는 순간을 찾을 수 없었다는 뜻인데 이는 현재 입력에서는 아무리 간의 강화 수치를 올려도 선호도의 총합이 m을 넘으면서 마실 수 있는 맥주의 갯수가 n개가 되는 경우를 찾지 못했다는 뜻이므로 -1 을 출력시켜주고, 그렇지 않을 경우 result 값을 정상적으로 출력시켜 준다.

 

* 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.Arrays;
import java.util.PriorityQueue;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Main().solution();
    }

    private void solution() throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        String[] input = br.readLine().split(" ");

        int n = Integer.parseInt(input[0]);
        long m = Long.parseLong(input[1]);
        int k = Integer.parseInt(input[2]);
        Beer[] beers = new Beer[k];

        for (int i = 0; i < k; i++) {
            input = br.readLine().split(" ");
            int prefer = Integer.parseInt(input[0]);
            int alchol = Integer.parseInt(input[1]);

            Beer beer = new Beer(prefer, alchol);
            beers[i] = beer;
        }

        Arrays.sort(beers); 
        PriorityQueue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>(); 

        long total = 0;
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < beers.length; i++) {

            priorityQueue.offer(beers[i].prefer);
            total += beers[i].prefer;

            if (priorityQueue.size() > n) {
                total -= priorityQueue.poll();
            }

            if (priorityQueue.size() == n && total >= m) {
                result = beers[i].alchol;
                break;
            }
        }

        if (result == 0) {
            bw.write(-1 + "\n");
        } else {
            bw.write(result + "\n");
        }

        bw.flush();
        bw.close();
        br.close();
    }
}

class Beer implements Comparable<Beer> {
    int prefer;
    int alchol;

    public Beer(int prefer, int alchol) {
        this.prefer = prefer;
        this.alchol = alchol;
    }

    @Override
    public int compareTo(Beer arg0) {
        return this.alchol - arg0.alchol;
    }
}

 

현재 상황에서 최적의 해답을 선택한다. -> 큐의 크기가 n을 넘었을 경우 우선순위 큐에서 가장 작은 값을 빼내고 선호도 총합에서도 뺄셈을 수행하는 것으로 매 반복단계마다 선호도의 총합을 높였다.

선택된 해답이 조건을 만족하는지 검사한다. -> 현재 선호도의 총합이 m을 넘지 않거나 우선순위 큐의 크기가 n이 아닌 경우 반복을 계속한다.

 

위의 과정을 통해 문제를 해결하였으므로 그리디 알고리즘에 해당된다.