N-Queen

https://www.acmicpc.net/problem/9663

문제

N-Queen 문제는 크기가 N × N인 체스판 위에 퀸 N개를 서로 공격할 수 없게 놓는 문제이다.

N이 주어졌을 때, 퀸을 놓는 방법의 수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N이 주어진다. (1 ≤ N < 15)

출력

첫째 줄에 퀸 N개를 서로 공격할 수 없게 놓는 경우의 수를 출력한다.

예제 입력 1

5 17

예제 출력 1

2

출처

• 문제를 만든 사람: baekjoon

알고리즘 분류

• 브루트포스 알고리즘
• 백트래킹

통과된 코드

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
constexpr int Max = 15; // 체스판의 최대 
int _N, _Res, _Queen[Max];

bool CheckQueens(int _row)
{
	for (int i = 0; i < _row; i++) {
		// 절대값으로 대각선으로 전부 확인
		if (_Queen[i] == _Queen[_row] || ( abs(_Queen[i] - _Queen[_row]) == abs(i - _row))) {
			return false;
		}
	}
	return true;
}

void BackTracing(int _row) {
	// N번째까지 왔다면 경우의 수 추가
	if (_row == _N) {
		_Res++;
		return; 
	}

	for (int _col = 0; _col < _N; _col++) {
		_Queen[_row] = _col;
		//해당 행이 가능한지 확인한다.
		if (CheckQueens(_row)) 
			BackTracing(_row + 1);
	}
}

int main()
{
	cin >> _N; // 체스판의 크기 입력
	BackTracing(0); // 백트레킹으로 체크
	cout << _Res;
	return 0;
}

더 효율적인 코드

DFS 탐색을 이용한 백트레킹

dy dx를 대각선으로 표현하여 검사

#include <iostream>
using namespace std;
constexpr int Max = 15;
int _N, _Res;
// 체스판 
bool MapArr[Max];
//체스판의 대각선을 표현하기위한 변수
//대각선은 2N - 1개 필요
bool dx[29], dy[29];

void BackTracking(int level)
{
	if (level == _N) {
		_Res++;
		return;
	}
	for (int i = 0; i < _N; i++) {
		//현재 열, 왼쪽 대각선 및 오른쪽 대각선에 이미 배치된 여왕이 없는지 확인
		// dx, dy는 체스판의 특정한 위치를 나타내는 변수가 아니다.
		// dx, dy를 이용하여 대각선을 추적하는 것
		// 배열의 각 인덱스는 dx대각선을 나타내며 해당 인덱스의 값은 대각선이 여왕에 의해 점유되는지 여부를 나타냅니다. 
		if (!MapArr[i] && !dx[i - level + _N] && !dy[i + level]) {
			
			MapArr[i] = dx[i - level + _N] = dy[i + level] = true;
			BackTracking(level + 1);
			MapArr[i] = dx[i - level + _N] = dy[i + level] = false;
		}
	}
}

int main() {
	_Res = 0;
	cin >> _N;
	BackTracking(0);
	cout << _Res;
}

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파이프 옮기기 1

https://www.acmicpc.net/problem/17070

문제

유현이가 새 집으로 이사했다. 새 집의 크기는 N×N의 격자판으로 나타낼 수 있고,

1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다.

각각의 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있다. 여기서 r은 행의 번호, c는 열의 번호이고,

행과 열의 번호는 1부터 시작한다.

각각의 칸은 빈 칸이거나 벽이다.

오늘은 집 수리를 위해서 파이프 하나를 옮기려고 한다.

파이프는 아래와 같은 형태이고, 2개의 연속된 칸을 차지하는 크기이다.

파이프는 회전시킬 수 있으며, 아래와 같이 3가지 방향이 가능하다.

파이프는 매우 무겁기 때문에, 유현이는 파이프를 밀어서 이동시키려고 한다.

벽에는 새로운 벽지를 발랐기 때문에, 파이프가 벽을 긁으면 안 된다.

즉, 파이프는 항상 빈 칸만 차지해야 한다.

파이프를 밀 수 있는 방향은 총 3가지가 있으며, →, , ↓ 방향이다.

파이프는 밀면서 회전시킬 수 있다. 회전은 45도만 회전시킬 수 있으며,

미는 방향은 오른쪽, 아래, 또는 오른쪽 아래 대각선 방향이어야 한다.

파이프가 가로로 놓여진 경우에 가능한 이동 방법은 총 2가지,

세로로 놓여진 경우에는 2가지, 대각선 방향으로 놓여진 경우에는 3가지가 있다.

아래 그림은 파이프가 놓여진 방향에 따라서 이동할 수 있는 방법을 모두 나타낸 것이고,

꼭 빈 칸이어야 하는 곳은 색으로 표시되어져 있다.

가로

세로

대각선

가장 처음에 파이프는 (1, 1)와 (1, 2)를 차지하고 있고, 방향은 가로이다.

파이프의 한쪽 끝을 (N, N)로 이동시키는 방법의 개수를 구해보자.

입력

첫째 줄에 집의 크기 N(3 ≤ N ≤ 16)이 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에는 집의 상태가 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다.

(1, 1)과 (1, 2)는 항상 빈 칸이다.

출력

첫째 줄에 파이프의 한쪽 끝을 (N, N)으로 이동시키는 방법의 수를 출력한다.

이동시킬 수 없는 경우에는 0을 출력한다.

방법의 수는 항상 1,000,000보다 작거나 같다.

예제 입력 1

3
0 0 0
0 0 0
0 0 0

예제 출력 1

1

예제 입력 2

4
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0

예제 출력 2

3

예제 입력 3

5
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0

예제 출력 3

0

예제 입력 4

6
0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0

예제 출력 4

13

출처

• 문제를 만든 사람: baekjoon
• 데이터를 추가한 사람: djm03178

알고리즘 분류

• 다이나믹 프로그래밍
• 그래프 이론
• 그래프 탐색

통과된 코드 (BFS)

#include <iostream>
#include <queue>
#include <tuple>
using namespace std;
// 우측, 하단, 대각선
int _DxDy[3][2] = { { 0, 1},{ 1, 0},{ 1, 1} };
bool _MapArr[17][17];
// x좌표, y좌표, 파이프의 상태
// 0 = 가로 , 1 = 세로 , 2 = 대각선
queue<tuple<int, int, int>> _BFSQ;

int main()
{
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(NULL);
	cout.tie(NULL);

    int _N, _Res = 0;
	cin >> _N;
	for (int i = 1; i <= _N; i++) {
		for (int j = 1; j <= _N; j++) {
			cin >> _MapArr[i][j];
		}
	}

	tuple<int, int, int> _Temp = make_tuple(1, 2, 0);
	_BFSQ.push(_Temp);
	while (!_BFSQ.empty()) {
		_Temp = _BFSQ.front();
		_BFSQ.pop();
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			if (get<2>(_Temp) == 0 && i == 1 || get<2>(_Temp) == 1 && i == 0) continue;
			int _dx = get<0>(_Temp) + _DxDy[i][0];
			int _dy = get<1>(_Temp) + _DxDy[i][1];
			if (_dx > _N || _dy > _N || _dx <= 0 || _dy <= 0 || _MapArr[_dx][_dy]) continue;
			if (i == 2) { // 대각선 방향 우측, 하단부 확인
				if (_MapArr[get<0>(_Temp) + _DxDy[0][0]][get<1>(_Temp) + _DxDy[0][1]] ||
					_MapArr[get<0>(_Temp) + _DxDy[1][0]][get<1>(_Temp) + _DxDy[1][1]]) continue;
			}
			if (_dx == _N && _dy == _N) {
				_Res++;
				continue;
			}
			tuple<int, int, int> _Temp2 = make_tuple(_dx, _dy, i);
			_BFSQ.push(_Temp2);
		}
	}
	cout << _Res;

    return 0;
}

BFS 탐색을 이용한 결과 생각보다 시간이 많이 걸리고 메모리도 많이 사용한다.

통과된 코드 (DP)

DP 알고리즘을 이용한 해결법이 더 효율적

#include <iostream>
using namespace std;
// 0 가로, 1 세로, 2 대각선
int _DpArr[3][17][17];
bool _MapArr[17][17];
int main()
{
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);
    int _N;
    cin >> _N;  
    for (int i = 1; i <= _N; ++i)
        for (int j = 1; j <= _N; ++j)
            cin >> _MapArr[i][j];
    // 파이프의 상태, (1, 2) 시작
    _DpArr[0][1][2] = 1;
    // Tabulation: Bottom Up(표, 상향식) DP
    for (int i = 1; i <= _N; ++i) {
        for (int j = 1; j <= _N; ++j) {
            if (_MapArr[i][j]) continue; // 움직일 위치가 벽이 라면 넘어간다.
            // 가로 상태로 이동이 가능한 경우 => 전 상태가 우측 or 대각선인 경우
            _DpArr[0][i][j] += _DpArr[0][i][j - 1] + _DpArr[2][i][j - 1];
            // 세로 상태로 이동이 가능한 경우 => 전 상태가 하단 or 대각선인 경우
            _DpArr[1][i][j] += _DpArr[1][i - 1][j] + _DpArr[2][i - 1][j];
            // 대각선 상태로 이동이 가능한 조건 체크 => 우측 + 하단에 벽이 있는지 확인이 필요
            if (_MapArr[i][j - 1] || _MapArr[i - 1][j]) continue;
            // 대각선 상태로 이동이 가능한 경우 => 모든 경우 가능
            _DpArr[2][i][j] += _DpArr[0][i - 1][j - 1] + _DpArr[1][i - 1][j - 1] + _DpArr[2][i - 1][j - 1];
        }
    }
    // DP연산을 마친후에 결과 종합
    // _N,_N 에 도착한 상태가 가로, 세로, 대각선 상태를 전부 더해준다.
    cout << _DpArr[0][_N][_N] + _DpArr[1][_N][_N] + _DpArr[2][_N][_N];
    return 0;
}

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n진수 게임

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/17687

튜브가 활동하는 코딩 동아리에서는 전통적으로 해오는 게임이 있다.

이 게임은 여러 사람이 둥글게 앉아서 숫자를 하나씩 차례대로 말하는 게임인데, 규칙은 다음과 같다.

1. 숫자를 0부터 시작해서 차례대로 말한다.

첫 번째 사람은 0, 두 번째 사람은 1, … 열 번째 사람은 9를 말한다.

2. 10 이상의 숫자부터는 한 자리씩 끊어서 말한다.

즉 열한 번째 사람은 10의 첫 자리인 1, 열두 번째 사람은 둘째 자리인 0을 말한다.

이렇게 게임을 진행할 경우,
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 0, 1, 1, 1, 2, 1, 3, 1, 4, …
순으로 숫자를 말하면 된다.

한편 코딩 동아리 일원들은 컴퓨터를 다루는 사람답게 이진수로 이 게임을 진행하기도 하는데, 이 경우에는
0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, …
순으로 숫자를 말하면 된다.

이진수로 진행하는 게임에 익숙해져 질려가던 사람들은 좀 더 난이도를 높이기 위해

이진법에서 십육진법까지 모든 진법으로 게임을 진행해보기로 했다.

숫자 게임이 익숙하지 않은 튜브는 게임에 져서 벌칙을 받는 굴욕을 피하기 위해,

자신이 말해야 하는 숫자를 스마트폰에 미리 출력해주는 프로그램을 만들려고 한다.

튜브의 프로그램을 구현하라.

입력 형식

진법 n, 미리 구할 숫자의 갯수 t, 게임에 참가하는 인원 m, 튜브의 순서 p 가 주어진다.

• 2 ≦ n ≦ 16
• 0 ＜ t ≦ 1000
• 2 ≦ m ≦ 100
• 1 ≦ p ≦ m

출력 형식

튜브가 말해야 하는 숫자 t개를 공백 없이 차례대로 나타낸 문자열.

단, 10~15는 각각 대문자 A~F로 출력한다.

입출력 예제

통과된 코드

#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm> 

using namespace std;

string decimalToN(int decimalNum, int n) { // N진수로 변환
    if (decimalNum == 0) return "0";
    string str;
    while (decimalNum != 0) {
        int remainder = decimalNum % n;
        if (remainder < 10) str.push_back(remainder + 48); // 숫자
        else str.push_back(remainder + 55); // 알파벳
        decimalNum /= n;
    }
    reverse(str.begin(), str.end()); // 뒤집기
    return str;
}

string solution(int n, int t, int m, int p) {
    string answer = "";
    int cnt = 1;
    for (int i = 0; answer.length() <= t; i++) {
        string str = decimalToN(i, n);
        for (int j = 0; j < str.length(); j++) {
            if (cnt == p) answer.push_back(str[j]);
            cnt++;
            if (cnt == m + 1) cnt = 1;
        }
    }

    return answer.substr(0, t);
}

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셔틀버스

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/17678

카카오에서는 무료 셔틀버스를 운행하기 때문에 판교역에서 편하게 사무실로 올 수 있다.

카카오의 직원은 서로를 ‘크루’라고 부르는데, 아침마다 많은 크루들이 이 셔틀을 이용하여 출근한다.

이 문제에서는 편의를 위해 셔틀은 다음과 같은 규칙으로 운행한다고 가정하자.

1. 셔틀은 09:00부터 총 n회 t분 간격으로 역에 도착하며, 하나의 셔틀에는 최대 m명의 승객이 탈 수 있다.

2. 셔틀은 도착했을 때 도착한 순간에 대기열에 선 크루까지 포함해서 대기 순서대로 태우고 바로 출발한다.
예를 들어 09:00에 도착한 셔틀은 자리가 있다면 09:00에 줄을 선 크루도 탈 수 있다.

일찍 나와서 셔틀을 기다리는 것이 귀찮았던 콘은, 일주일간의 집요한 관찰 끝에 어떤 크루가 몇 시에 셔틀 대기열에 도착하는지 알아냈다.

콘이 셔틀을 타고 사무실로 갈 수 있는 도착 시각 중 제일 늦은 시각을 구하여라.

단, 콘은 게으르기 때문에 같은 시각에 도착한 크루 중 대기열에서 제일 뒤에 선다.

또한, 모든 크루는 잠을 자야 하므로 23:59에 집에 돌아간다.

따라서 어떤 크루도 다음날 셔틀을 타는 일은 없다.

입력 형식

셔틀 운행 횟수 n, 셔틀 운행 간격 t, 한 셔틀에 탈 수 있는 최대 크루 수 m,

크루가 대기열에 도착하는 시각을 모은 배열 timetable이 입력으로 주어진다.

• 0 ＜ n ≦ 10
• 0 ＜ t ≦ 60
• 0 ＜ m ≦ 45
• timetable은 최소 길이 1이고 최대 길이 2000인 배열로, 하루 동안 크루가 대기열에 도착하는 시각이 HH:MM 형식으로 이루어져 있다.
• 크루의 도착 시각 HH:MM은 00:01에서 23:59 사이이다.

출력 형식

콘이 무사히 셔틀을 타고 사무실로 갈 수 있는 제일 늦은 도착 시각을 출력한다.

도착 시각은 HH:MM 형식이며, 00:00에서 23:59 사이의 값이 될 수 있다.

입출력 예제

통과된 코드

#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>

using namespace std;

map<int, int> timeMap;


string solution(int n, int t, int m, vector<string> timetable) {
    string answer = "";
	int result = 0;
	for (auto &it : timetable) {
		int ch = atoi(it.substr(0, 2).c_str());
		int cm = atoi(it.substr(3, 2).c_str());
		auto it2 = timeMap.find(ch * 100 + cm);
		if (it2 != timeMap.end()) it2->second++;
		else timeMap.insert(make_pair(ch * 100 + cm, 1));
	}

	int nTime = 900;
	auto it = timeMap.begin();

	for (int i = 0; i < n; i++) {
		int tempN = m;
		while (tempN > 0 && nTime >= it->first) {
			if (it == timeMap.end()) { break; }
			else {
				int ch = it->first / 100;
				int cm = it->first % 100;
				if (cm == 0) {
					cm = 59;
					ch--;
				}
				else cm--;
				result = ch * 100 + cm;

				it->second--;
				tempN--;
				if (it->second == 0) it++;
			}
		}

		if (tempN > 0) result = nTime;

		nTime += t;
		while (nTime % 100 >= 60) {
			nTime -= 60;
			nTime += 100;
		}
	}

	string strH, strM;
	strH = to_string(result / 100);
	if (strH.length() == 1) strH.insert(0, "0");
	strM = to_string(result % 100);
	if (strM.length() == 1) strM.insert(0, "0");

	answer = strH + ":" + strM;

    return answer;
}

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