[백준] 14891번 - 톱니바퀴 / C++

문제

총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 아래 그림과 같이 일렬로 놓여 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, 12시 방향부터 시계방향 순서대로 주어진다. N극은 0, S극은 1로 나타나 있다.

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 12시 방향이 N극이면 0점, S극이면 1점
• 2번 톱니바퀴의 12시 방향이 N극이면 0점, S극이면 2점
• 3번 톱니바퀴의 12시 방향이 N극이면 0점, S극이면 4점
• 4번 톱니바퀴의 12시 방향이 N극이면 0점, S극이면 8점

 

코드

#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <cstring>

#define L	6
#define	R	2

using namespace std;

int K;
deque<int> cogwheel[5];		// 톱니바퀴의 상태
bool check[5];			// K번째에 해당 톱니바퀴가 회전했는지 표시

void turn(int num, int dir)
{
	int tmp;

	// 회전 여부 표시
	check[num] = true;

	// 왼쪽에 있는 톱니바퀴 확인, 맞닿은 부분의 극이 다르면 반대방향으로 회전
	if (num > 1 && !check[num - 1] && cogwheel[num - 1][R] != cogwheel[num][L])
		turn(num - 1, -dir);
	// 오른쪽에 있는 톱니바퀴 확인, 맞닿은 부분의 극이 다르면 반대방향으로 회전
	if (num < 4 && !check[num + 1] && cogwheel[num][R] != cogwheel[num + 1][L])
		turn(num + 1, -dir);

	// 시계 방향 회전
	if (dir == 1)
	{
		tmp = cogwheel[num].back();
		cogwheel[num].pop_back();
		cogwheel[num].push_front(tmp);
	}
	// 반시계 방향 회전
	else
	{
		tmp = cogwheel[num].front();
		cogwheel[num].pop_front();
		cogwheel[num].push_back(tmp);
	}
}

int get_score()
{
	int i, res = 0;
	int score[] = {0, 1, 2, 4, 8};

	for (i = 1; i <= 4; i++)
	{
		// i번 톱니바퀴의 12시 방향이 S극이면 해당하는 점수를 더함
		if (cogwheel[i].front())
			res += score[i];
	}
	return res;
}

int main()
{
	int i, j, k;
	string s;

	for (i = 1; i <= 4; i++)
	{
		cin >> s;
		for (j = 0; j < 8; j++)
			cogwheel[i].push_back(s[j] - '0');
	}
	cin >> K;
	for (k = 0; k < K; k++)
	{
		cin >> i >> j;
		turn(i, j);
		memset(check, false, sizeof(check));
	}
	cout << get_score() << endl;
	return 0;
}

 

톱니바퀴의 상태는 12시 방향부터 시계방향으로 주어진다. 따라서 저장 후 각 톱니의 값은 아래에 적힌 것과 같은 인덱스에 저장된다.

톱니 위치와 인덱스

톱니바퀴를 회전시키기 전에 인접한 톱니바퀴를 회전시켜야 하는지부터 확인한다. 맞닿은 부분은 위의 그림에 표시된 2번 인덱스의 톱니와 6번 인덱스의 톱니이다. 이 수들을 매크로 변수로 선언하여 사용했다. 만약 맞닿은 부분의 극이 다르다면 방향을 반대로 하여 회전시킨다. 그러기 전에 현재 톱니바퀴가 회전한다는 것을 check 배열에 표시하는데 이렇게 표시하지 않으면 무한대로 톱니바퀴가 회전하게 된다. 

톱니바퀴를 회전시킬 때는 회전 방향에  따라 값이 한 칸씩 이동한다. 톱니바퀴의 상태를 deque 자료구조를 사용해 저장했기 때문에 가장 끝에 있는 값을 반대쪽 끝으로 이동시켜 이 부분을 구현할 수 있다. 

마지막으로 점수를 계산한다. 톱니바퀴의 12시 방향이 S극인 경우에만 점수를 부여하고 톱니바퀴의 번호에 따라 부여되는 점수가 다르다. 따라서 배열에 점수를 저장하여 톱니바퀴의 번호를 인덱스로 하여 사용했다.

 

링크

14891번: 톱니바퀴

inbdni/Baekjoon