BOJ 1700 멀티탭 스케줄링

https://www.acmicpc.net/problem/1700

문제

기숙사에서 살고 있는 준규는 한 개의 멀티탭을 이용하고 있다. 준규는 키보드, 헤어드라이기, 핸드폰 충전기, 디지털 카메라 충전기 등 여러 개의 전기용품을 사용하면서 어쩔 수 없이 각종 전기용품의 플러그를 뺐다 꽂았다 하는 불편함을 겪고 있다. 그래서 준규는 자신의 생활 패턴을 분석하여, 자기가 사용하고 있는 전기용품의 사용순서를 알아내었고, 이를 기반으로 플러그를 빼는 횟수를 최소화하는 방법을 고안하여 보다 쾌적한 생활환경을 만들려고 한다.

예를 들어 3 구(구멍이 세 개 달린) 멀티탭을 쓸 때, 전기용품의 사용 순서가 아래와 같이 주어진다면,

1. 키보드
2. 헤어드라이기
3. 핸드폰 충전기
4. 디지털 카메라 충전기
5. 키보드
6. 헤어드라이기

키보드, 헤어드라이기, 핸드폰 충전기의 플러그를 순서대로 멀티탭에 꽂은 다음 디지털 카메라 충전기 플러그를 꽂기 전에 핸드폰충전기 플러그를 빼는 것이 최적일 것이므로 플러그는 한 번만 빼면 된다.

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입력

첫 줄에는 멀티탭 구멍의 개수 N (1 ≤ N ≤ 100)과 전기 용품의 총 사용횟수 K (1 ≤ K ≤ 100)가 정수로 주어진다. 두 번째 줄에는 전기용품의 이름이 K 이하의 자연수로 사용 순서대로 주어진다. 각 줄의 모든 정수 사이는 공백문자로 구분되어 있다.

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출력

하나씩 플러그를 빼는 최소의 횟수를 출력하시오.

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예제 입력 1

2 7
2 3 2 3 1 2 7

예제 출력 1

2

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코드

코드를 작성하고 보니 너무 복잡하게 코드를 작성한 것 같다.

대략적인 알고리즘은 다음과 같다.

1. 멀티탭이 가득찰 때까지 전기 용품을 꽂는다.
2. 각 전기 용품마다 이후 사용할 순서들을 우선순위 큐에 넣어 사용할 순서를 정리한다.
3. 이후 사용할 전기 용품을 차례대로 검사한다.
   (사용할 전기 용품이 멀티탭에 꽂혀있지 않으면, 꽂혀있는 전기 용품 중 가장 나중에 사용할 전기 용품을 뽑고 새로 사용할 전기 용품을 꽂는다.)
4. 검사 과정에서 멀티탭에서 플러그를 빼는 횟수를 카운트해 결과를 출력한다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    // 전기 용품을 나타내는 클래스
    static class Item implements Comparable<Item> {
        /**
         * name은 문제에서 정수로 표현되어 있는 전기 용품의 이름을 의미
         * next는 해당 전기 용품이 다음에 사용될 순서를 의미
         */
        int name, next;

        public Item(int name) {
            this.name = name;
        }

        public Item(int name, Integer next) {
            this.name = name;
            this.next = next == null ? Integer.MAX_VALUE : next;
        }

        // 우선순위 큐에 있는 전기 용품 중 다음에 사용될 순서가 가장 먼 전기 용품을 뽑기 위함
        @Override
        public int compareTo(Item o) {
            return o.next - next;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            Item item = (Item) o;
            return name == item.name;
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int N = Integer.parseInt(st.nextToken()), K = Integer.parseInt(st.nextToken());
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        HashSet<Integer> multi = new HashSet<>();
        int i = 0;
        // 멀티탭이 꽉 찰 때까지 전기 용품을 꽂는다.
        for(; i < K && multi.size() < N; i++)
            multi.add(Integer.parseInt(st.nextToken()));

        // 멀티탭에 꽂지 않은 나머지 전기 용품을 입력받을 큐
        Queue<Integer> left = new LinkedList<>();
        // 각 전기용품마다 입력받은 순서 정보를 보관하기 위한 해시맵
        HashMap<Integer, PriorityQueue<Integer>> itemOrders = new HashMap<>();
        // 나머지 전기 용품을 left 큐에 넣고, 동시에 itemOrders 맵에 그 순서를 저장한다.
        for (; i < K; i++) {
            int input = Integer.parseInt(st.nextToken());
            left.add(input);
            if(!itemOrders.containsKey(input)) itemOrders.put(input, new PriorityQueue<>());
            itemOrders.get(input).offer(i);
        }

        // 멀티탭에 꽂혀 있는 전기 용품 중 다음에 사용될 순서가 가장 먼 전기 용품을 뽑기 위한 우선순위 큐
        PriorityQueue<Item> multis = new PriorityQueue<>();
        Iterator<Integer> iterator = multi.iterator();

        // 현재 멀티탭에 꽂혀 있는 전기 용품과 그 용품의 다음 사용 순서를 multis 큐에 추가
        while (iterator.hasNext()) {
            int check = iterator.next();
            multis.offer(new Item(check, itemOrders.containsKey(check) ? itemOrders.get(check).peek() : Integer.MAX_VALUE));
        }

        /**
         * 다음 순서로 사용할 전기 용품이 이미 멀티탭에 꽂혀있으면 스킵,
         * 멀티탭에 꽂혀있지 않으면, 멀티탭에 꽂혀있는 전기 용품 중 가장 나중에 사용하게 될 전기 용품을
         * 뽑고 새로운 전기 용품을 꽂는다.
         */
        int answer = 0;
        while (!left.isEmpty()) {
            int check = left.poll();
            Item checkItem = new Item(check);
            if(multis.contains(checkItem)) {
                multis.remove(checkItem);
            } else {
                answer++;
                multis.poll();
            }
            itemOrders.get(check).poll();
            multis.offer(new Item(check, itemOrders.get(check).peek()));
        }

        System.out.println(answer);
    }
}