[프로그래머스] Lv2 퍼즐게임챌린지 java 이해하기 쉬운 풀이!

1. 문제 설명 📌

문제 링크

1번 퍼즐
사용자의 레벨이 1이라 했을 때, 첫 번째 퍼즐은 사용자의 레벨 >= 퍼즐의 난이도 조건에 부합함으로 시간을 3분 드려서 퍼즐을 완료한다.

2번 퍼즐
사용자의 레벨 < 퍼즐의 난이도 이다.
이 경우 문제의 요구조건처럼 직전 퍼즐을 (퍼즐의 난이도 - 사용자의 레벨) 만큼 다시 풀어야 한다. 그래서 2번 퍼즐을 푸는데는 1*3+4 = 7분의 시간이 든다.

3번 퍼즐
이것도 마찬가지로 사용자의 레벨 < 퍼즐의 난이도 임으로 (퍼즐의 난이도 - 사용자의 레벨)*4 + 2 = 10분 이 든다.

따라서, 사용자의 레벨이 1이면 모든 문제를 푸는데 총 20분이 소요된다.

문제에서는 limit 이라는 제한시간이 주어진다.
제한 시간 안에 퍼즐을 다 풀 수 있는 최소 레벨이 몇인지 구하여라

2. 접근 방식 🗃️

KEY WORD: Binary_Search

풀이자의 레벨이 오를수록 퍼즐 풀이에 실패하고 다시 이전 퍼즐을 푸는 시간이 사라져서 전체 걸리는 시간이 줄어들 것이다.
해당 문제에서는 제한시간내로 풀지만, 레벨이 최소값인 경우를 구하라고 하고 있다.
그렇다면 제한시간 내로 모든 퍼즐이 풀면서도 제한시간에 제일 가까운 소요시간이 걸리는 레벨을 구하면 된다.

(1)풀이자의 숙련도를 1씩 올리면서 완전 탐색으로 구한다면 어떨까?

시간 초과
레벨과 비교가 되는개념인 퍼즐 난이도가 10의 5승까지 있다. 그렇다면 제한 시간 내에 풀 수 있는 레벨의 최소값을 완전탐색으로 구하려면 1부터 10의 5승까지 하나씩 대조해봐야 한다.
레벨 당 걸리는 시간 계산, 모든 레벨을 보기 최대 10의 5승의 제곱의 시간이 들어간다. 대략 1초에 10억 번 계산할 수 있는 컴파일러의 능력을 10배 초과하게 된다. 따라서 다른 방식을 생각 해야 한다.

(2) 이분 탐색

a. 구하려는 값(ans) = 제한시간 내 모든 문제를 풀 수 있는 레벨들 중 최소 레벨
b. 범위

• min : 100,000 (해당 수는 퍼즐 난이도 중 최상 난이도이다. 최상 난이도를 풀 수 있는 레벨이라면 모든 퍼즐을 최소한의 시간으로 다 해결할 수 있기 때문에, min으로 둔다.)
• max: 1 (퍼즐 난이도의 최소값이 1이므로 level의 최소도 1로 두었다. 이러면 퍼즐 난이도가 아무리 쉬워도 다른 level의 숙련자에 비해서는 해결 소요 시간이 오래 걸릴 것이다.)
• mid: (min + max)/2 (둘의 중간값)

c. 비교

• 퍼즐 풀이자가 mid 레벨이라 칠 때 걸리는 시간을 구해서 limit (제한시간)과 비교
• 걸리는 시간을 구하는 함수를 spending_time(int level) 이라고 칠 때
  • spending_time(mid) > limit : max = mid+1 (제한시간 내로 문제를 못 푸는 레벨이므로, 레벨을 상향 조정 한다.)
  • spending_time(mid) <= limit: min = mid-1 (제한시간 내로 문제가 풀리고 있으므로 최소레벨을 찾을 때까지 레벨을 하향 조정한다.)
   

 

이렇게하면 어느 순간, max는 제한시간 내에 문제를 풀 수 있는 최소 레벨에서 멈춰있을 것이고, min은 제한시간 내에 풀 수 있는 레벨이었어도, 문제가 다 풀린다면 계속 하향되므로 언젠가는 max와 엇갈리게 될 것이다. 엇갈린 순간 min이 가리키는 레벨로는 더 이상 모든 문제를 제한 시간 내에 풀 수 없고, max로는 풀 수 있게 된다. 이때 max가 모든 문제를 풀 수 있는 레벨 중 최소 값이다.

3. 코드 소개 🔎

import java.io.*;
import java.util.*;
// 1. 이분 탐색
// 2. max = level 1로 문제 푼 시간, min = level 10000으로 문제 푼 시간, target = limit 값

class Solution {    
    public int solution(int[] diffs, int[] times, long limit) {

        return binary_search(diffs, times, limit);

    }

    public int binary_search(int [] diffs, int [] times, long limit) {
        int max = 1; int min = 100000; 
        while (max <= min){
            int level = (max+min)/2; 
            long mid = calcul(diffs,times, level);
            // 제한 시간을 초과함 -> level 상승
            if(mid > limit) max = level + 1; 
            // 제한시간보다 빨리 끝내거나 딱 맞출 때 -> level 하락
            else min = level - 1; 
        }
        return max;
    }

    public long calcul(int [] diffs, int [] times, int level) {
        long ans = 0;
        for(int i = 0; i < diffs.length; i++){
            if(diffs[i] <= level) ans += times[i];
            else ans += (long)(times[i] + times[i-1])* (long)(diffs[i] - level) + times[i];
        }
        return ans;
    }
}

4. 추신 💖

min과 max를 레벨 자체의 크기에 따라 설정한 게 아니고, 해당 레벨로 풀었을 때 걸리는 시간을 기준으로 정하다보니, 해당 변수들의 의미가 직관적이지 못했다. 다음에 풀게 된다면 해당 의미를 좀 더 직관적으로 보완해야겠다.