[Algorithm] Search

이번 장에서는 이분탐색과 결정알고리즘을 통해 문제를 해결해본다.
모든 코드는 깃허브 (링크)의 테스트 코드로 정리해두었다.

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이분검색

임의의 N개의 숫자가 입력으로 주어집니다.
N개의 수를 오름차순으로 정렬한 다음 N개의 수 중 한 개의 수인 M이 주어지면 이분검색으로 M이 정렬된 상태에서 몇 번째에 있는지 구하는 프로그램을 작성하세요.
단 중복값은 존재하지 않습니다.

• 입력설명
  첫 줄에 한 줄에 자연수 N(3<=N<=1,000,000)과 M이 주어집니다. 두 번째 줄에 N개의 수가 공백을 사이에 두고 주어집니다.
• 출력설명
  첫 줄에 정렬 후 M의 값의 위치 번호를 출력한다.
• 입력예제 1
  8 32
  23 87 65 12 57 32 99 81
• 출력예제 1
  3

public class BinarySearch {

    public int solution1(int[] numbers, int target) {
        Arrays.sort(numbers);
        int answer = 0;
        int left = 0;
        int right = numbers.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = (right + left) / 2;
            int temp = numbers[mid];
            if (temp == target) {
                answer = mid + 1;
                break;
            } else if (temp > target) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return answer;
    }

    @Test
    @DisplayName("이분검색")
    public void main() {
        int[] numbers = {23, 87, 65, 12, 57, 32, 99, 81};
        int targetNumber = 32;
        int expectedAnswer = 3;
        int answer1 = solution1(numbers, targetNumber);
        assertEquals(expectedAnswer, answer1);
    }

}

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뮤직비디오 (결정알고리즘)

지니레코드에서는 불세출의 가수 조영필의 라이브 동영상을 DVD로 만들어 판매하려 한다.
DVD에는 총 N개의 곡이 들어가는데, DVD에 녹화할 때에는 라이브에서의 순서가 그대로 유지되어야 한다.
순서가 바뀌는 것을 우리의 가수 조영필씨가 매우 싫어한다.
즉, 1번 노래와 5번 노래를 같은 DVD에 녹화하기 위해서는 1번과 5번 사이의 모든 노래도 같은 DVD에 녹화해야 한다.
또한 한 노래를 쪼개서 두 개의 DVD에 녹화하면 안된다.
지니레코드 입장에서는 이 DVD가 팔릴 것인지 확신할 수 없기 때문에 이 사업에 낭비되는 DVD를 가급적 줄이려고 한다.
고민 끝에 지니레코드는 M개의 DVD에 모든 동영상을 녹화하기로 하였다.
이 때 DVD의 크기(녹화 가능한 길이)를 최소로 하려고 한다.
그리고 M개의 DVD는 모두 같은 크기여야 제조원가가 적게 들기 때문에 꼭 같은 크기로 해야 한다.

• 입력설명
  첫째 줄에 자연수 N(1≤N≤1,000), M(1≤M≤N)이 주어진다.
  다음 줄에는 조영필이 라이브에서 부른 순서대로 부른 곡의 길이가 분 단위로(자연수) 주어진다.
  부른 곡의 길이는 10,000분을 넘지 않는다고 가정하자.
• 출력설명
  첫 번째 줄부터 DVD의 최소 용량 크기를 출력하세요.
• 입력예제 1
  9 3
  1 2 3 4 5 6 7 8 9
• 출력예제 1
  17

public class MusicVideo {

    public int decision(int volume, int[] musics) {
        int answer = 1;
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < musics.length; i++) {
            if (temp + musics[i] <= volume) {
                temp += musics[i];
            } else {
                temp = musics[i];
                answer++;
            }
        }
        return answer;
    }

    public int solution1(int count, int[] musics) {
        int answer = 0;
        // 가능한 최소 용량과 최대 용량을 구한다.
        // 앨범의 모든 노래가 하나의 DVD에 들어갈 때가 최대값
        // 앨범의 가장 큰 노래가 하나의 DVD에 들어갈 때가 가능한 최솟값
        int maxVolume = Arrays.stream(musics).sum();
        int minVolume = Arrays.stream(musics).max().getAsInt();

        while (minVolume <= maxVolume) {
            int mid = (minVolume + maxVolume) / 2;
            if (decision(mid, musics) <= count) {
                answer = mid;
                maxVolume = mid - 1;
            } else {
                minVolume = mid + 1;
            }
        }
        return answer;
    }

    @Test
    @DisplayName("뮤직비디오")
    public void main() {
        int count = 3;
        int[] musics = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        int expectedAnswer = 17;
        int answer1 = solution1(count, musics);
        assertEquals(expectedAnswer, answer1);
    }

}

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마구간 정하기 (결정알고리즘)

N개의 마구간이 수직선상에 있습니다. 각 마구간은 x1, x2, x3, ......, xN의 좌표를 가지며,
마구간 간의 좌표가 중복되는 일은 없습니다.
현수는 C마리의 말을 가지고 있는데, 이 말들은 서로 가까이 있는 것을 좋아하지 않습니다.
각 마구간에는 한 마리의 말만 넣을 수 있고, 가장 가까운 두 말의 거리가 최대가 되게 말을 마구간에 배치하고 싶습니다.
C마리의 말을 N개의 마구간에 배치했을 때 가장 가까운 두 말의 거리가 최대가 되는 그 최대 값을 출력하는 프로그램을 작성하세요.

• 입력설명
  첫 줄에 자연수 N(3<=N<=200,000)과 C(2<=C<=N)이 공백을 사이에 두고 주어집니다. 둘째 줄에 마구간의 좌표 xi(0<=xi<=1,000,000,000)가 차례로 주어집니다.
• 출력설명
  첫 줄에 가장 가까운 두 말의 최대 거리를 출력하세요.
• 입력예제 1
  5 3
  1 2 8 4 9
• 출력예제 1
  3

public class HorseBarn {

    public int decision(int distance, int[] barns) {
        int answer = 1;
        int startingPoint = barns[0];
        for (int i = 0; i < barns.length; i++) {
            if (barns[i] - startingPoint >= distance) {
                answer++;
                startingPoint = barns[i];
            }
        }
        return answer;
    }

    public int solution1(int horseCount, int[] barns) {
        Arrays.sort(barns);
        int answer = 0;
        // 가능한 말들의 최소값과 최대값을 구한다.
        int maxDistance = Arrays.stream(barns).max().getAsInt();
        int minDistance = 1;

        while (minDistance <= maxDistance) {
            int mid = (maxDistance + minDistance) / 2;
            if (decision(mid, barns) >= horseCount) {
                minDistance = mid + 1;
                answer = mid;
            } else {
                maxDistance = mid - 1;
            }
        }
        return answer;
    }

    @Test
    @DisplayName("마구간")
    public void main() {
        int barnCount = 3;
        int[] barns = {1, 2, 8, 4, 9};
        int expectedAnswer = 3;
        int answer1 = solution1(barnCount, barns);
        assertEquals(expectedAnswer, answer1);
    }

}

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참고한 강의: https://www.inflearn.com/course/%EC%9E%90%EB%B0%94-%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98-%EB%AC%B8%EC%A0%9C%ED%92%80%EC%9D%B4-%EC%BD%94%ED%85%8C%EB%8C%80%EB%B9%84