백준 온라인 저지, 자료구조 / 7662번: 이중우선순위큐 (파이썬 / 백준 골드문제)

2021. 11. 14. 22:00알고리즘/자료구조

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문제

이중 우선순위 큐(dual priority queue)는 전형적인 우선순위 큐처럼 데이터를 삽입, 삭제할 수 있는 자료 구조이다. 전형적인 큐와의 차이점은 데이터를 삭제할 때 연산(operation) 명령에 따라 우선순위가 가장 높은 데이터 또는 가장 낮은 데이터 중 하나를 삭제하는 점이다. 이중 우선순위 큐를 위해선 두 가지 연산이 사용되는데, 하나는 데이터를 삽입하는 연산이고 다른 하나는 데이터를 삭제하는 연산이다. 데이터를 삭제하는 연산은 또 두 가지로 구분되는데 하나는 우선순위가 가장 높은 것을 삭제하기 위한 것이고 다른 하나는 우선순위가 가장 낮은 것을 삭제하기 위한 것이다. 

정수만 저장하는 이중 우선순위 큐 Q가 있다고 가정하자. Q에 저장된 각 정수의 값 자체를 우선순위라고 간주하자. 

Q에 적용될 일련의 연산이 주어질 때 이를 처리한 후 최종적으로 Q에 저장된 데이터 중 최댓값과 최솟값을 출력하는 프로그램을 작성하라.

입력

입력 데이터는 표준입력을 사용한다. 입력은 T개의 테스트 데이터로 구성된다. 입력의 첫 번째 줄에는 입력 데이터의 수를 나타내는 정수 T가 주어진다. 각 테스트 데이터의 첫째 줄에는 Q에 적용할 연산의 개수를 나타내는 정수 k (k ≤ 1,000,000)가 주어진다. 이어지는 k 줄 각각엔 연산을 나타내는 문자(‘D’ 또는 ‘I’)와 정수 n이 주어진다. ‘I n’은 정수 n을 Q에 삽입하는 연산을 의미한다. 동일한 정수가 삽입될 수 있음을 참고하기 바란다. ‘D 1’는 Q에서 최댓값을 삭제하는 연산을 의미하며, ‘D -1’는 Q 에서 최솟값을 삭제하는 연산을 의미한다. 최댓값(최솟값)을 삭제하는 연산에서 최댓값(최솟값)이 둘 이상인 경우, 하나만 삭제됨을 유념하기 바란다.

만약 Q가 비어있는데 적용할 연산이 ‘D’라면 이 연산은 무시해도 좋다. Q에 저장될 모든 정수는 32-비트 정수이다. 

출력

출력은 표준출력을 사용한다. 각 테스트 데이터에 대해, 모든 연산을 처리한 후 Q에 남아 있는 값 중 최댓값과 최솟값을 출력하라. 두 값은 한 줄에 출력하되 하나의 공백으로 구분하라. 만약 Q가 비어있다면 ‘EMPTY’를 출력하라.

예제 입력 1

2
7
I 16
I -5643
D -1
D 1
D 1
I 123
D -1
9
I -45
I 653
D 1
I -642
I 45
I 97
D 1
D -1
I 333

예제 출력 1

EMPTY
333 -45
[{"problem_id":"7662","problem_lang":"0","title":"\uc774\uc911 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704 \ud050","description":"<p>\uc774\uc911 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704 \ud050(dual priority queue)\ub294 \uc804\ud615\uc801\uc778 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704 \ud050\ucc98\ub7fc \ub370\uc774\ud130\ub97c \uc0bd\uc785, \uc0ad\uc81c\ud560 \uc218 \uc788\ub294 \uc790\ub8cc \uad6c\uc870\uc774\ub2e4. \uc804\ud615\uc801\uc778 \ud050\uc640\uc758 \ucc28\uc774\uc810\uc740 \ub370\uc774\ud130\ub97c \uc0ad\uc81c\ud560 \ub54c \uc5f0\uc0b0(operation) \uba85\ub839\uc5d0 \ub530\ub77c \uc6b0\uc120\uc21c\uc704\uac00 \uac00\uc7a5 \ub192\uc740 \ub370\uc774\ud130 \ub610\ub294 \uac00\uc7a5 \ub0ae\uc740 \ub370\uc774\ud130 \uc911 \ud558\ub098\ub97c \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc810\uc774\ub2e4. \uc774\uc911 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704 \ud050\ub97c \uc704\ud574\uc120 \ub450 \uac00\uc9c0 \uc5f0\uc0b0\uc774 \uc0ac\uc6a9\ub418\ub294\ub370, \ud558\ub098\ub294 \ub370\uc774\ud130\ub97c \uc0bd\uc785\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc774\uace0 \ub2e4\ub978 \ud558\ub098\ub294 \ub370\uc774\ud130\ub97c \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc774\ub2e4. \ub370\uc774\ud130\ub97c \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc740 \ub610 \ub450 \uac00\uc9c0\ub85c \uad6c\ubd84\ub418\ub294\ub370 \ud558\ub098\ub294 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704\uac00 \uac00\uc7a5 \ub192\uc740 \uac83\uc744 \uc0ad\uc81c\ud558\uae30 \uc704\ud55c \uac83\uc774\uace0 \ub2e4\ub978 \ud558\ub098\ub294 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704\uac00 \uac00\uc7a5 \ub0ae\uc740 \uac83\uc744 \uc0ad\uc81c\ud558\uae30 \uc704\ud55c \uac83\uc774\ub2e4.&nbsp;<\/p>\r\n\r\n<p>\uc815\uc218\ub9cc \uc800\uc7a5\ud558\ub294 \uc774\uc911 \uc6b0\uc120\uc21c\uc704 \ud050 Q\uac00 \uc788\ub2e4\uace0 \uac00\uc815\ud558\uc790. Q\uc5d0 \uc800\uc7a5\ub41c \uac01 \uc815\uc218\uc758 \uac12 \uc790\uccb4\ub97c \uc6b0\uc120\uc21c\uc704\ub77c\uace0 \uac04\uc8fc\ud558\uc790.&nbsp;<\/p>\r\n\r\n<p>Q\uc5d0 \uc801\uc6a9\ub420 \uc77c\ub828\uc758 \uc5f0\uc0b0\uc774 \uc8fc\uc5b4\uc9c8 \ub54c \uc774\ub97c \ucc98\ub9ac\ud55c \ud6c4 \ucd5c\uc885\uc801\uc73c\ub85c Q\uc5d0 \uc800\uc7a5\ub41c \ub370\uc774\ud130 \uc911 \ucd5c\ub313\uac12\uacfc \ucd5c\uc19f\uac12\uc744 \ucd9c\ub825\ud558\ub294 \ud504\ub85c\uadf8\ub7a8\uc744 \uc791\uc131\ud558\ub77c.<\/p>\r\n","input":"<p>\uc785\ub825 \ub370\uc774\ud130\ub294 \ud45c\uc900\uc785\ub825\uc744 \uc0ac\uc6a9\ud55c\ub2e4. \uc785\ub825\uc740 T\uac1c\uc758 \ud14c\uc2a4\ud2b8 \ub370\uc774\ud130\ub85c \uad6c\uc131\ub41c\ub2e4. \uc785\ub825\uc758 \uccab \ubc88\uc9f8 \uc904\uc5d0\ub294 \uc785\ub825 \ub370\uc774\ud130\uc758 \uc218\ub97c \ub098\ud0c0\ub0b4\ub294 \uc815\uc218 T\uac00 \uc8fc\uc5b4\uc9c4\ub2e4. \uac01 \ud14c\uc2a4\ud2b8 \ub370\uc774\ud130\uc758 \uccab\uc9f8 \uc904\uc5d0\ub294 Q\uc5d0 \uc801\uc6a9\ud560 \uc5f0\uc0b0\uc758 \uac1c\uc218\ub97c \ub098\ud0c0\ub0b4\ub294 \uc815\uc218 k (k &le; 1,000,000)\uac00 \uc8fc\uc5b4\uc9c4\ub2e4. \uc774\uc5b4\uc9c0\ub294 k \uc904 \uac01\uac01\uc5d4 \uc5f0\uc0b0\uc744 \ub098\ud0c0\ub0b4\ub294 \ubb38\uc790(&lsquo;D&rsquo; \ub610\ub294 &lsquo;I&rsquo;)\uc640 \uc815\uc218 n\uc774 \uc8fc\uc5b4\uc9c4\ub2e4. &lsquo;I n&rsquo;\uc740 \uc815\uc218 n\uc744 Q\uc5d0 \uc0bd\uc785\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc744 \uc758\ubbf8\ud55c\ub2e4. \ub3d9\uc77c\ud55c \uc815\uc218\uac00 \uc0bd\uc785\ub420 \uc218 \uc788\uc74c\uc744 \ucc38\uace0\ud558\uae30 \ubc14\ub780\ub2e4. &lsquo;D 1&rsquo;\ub294 Q\uc5d0\uc11c \ucd5c\ub313\uac12\uc744 \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc744 \uc758\ubbf8\ud558\uba70, &lsquo;D -1&rsquo;\ub294 Q \uc5d0\uc11c \ucd5c\uc19f\uac12\uc744 \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc744 \uc758\ubbf8\ud55c\ub2e4. \ucd5c\ub313\uac12(\ucd5c\uc19f\uac12)\uc744 \uc0ad\uc81c\ud558\ub294 \uc5f0\uc0b0\uc5d0\uc11c \ucd5c\ub313\uac12(\ucd5c\uc19f\uac12)\uc774 \ub458 \uc774\uc0c1\uc778 \uacbd\uc6b0, \ud558\ub098\ub9cc \uc0ad\uc81c\ub428\uc744 \uc720\ub150\ud558\uae30 \ubc14\ub780\ub2e4.<\/p>\r\n\r\n<p>\ub9cc\uc57d Q\uac00 \ube44\uc5b4\uc788\ub294\ub370 \uc801\uc6a9\ud560 \uc5f0\uc0b0\uc774 &lsquo;D&rsquo;\ub77c\uba74 \uc774 \uc5f0\uc0b0\uc740 \ubb34\uc2dc\ud574\ub3c4 \uc88b\ub2e4. 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Its difference from a typical queue is that when an item is to be deleted from the queue either an item with highest priority or with lowest priority in it is deleted according to the operation for deletion. There are two operations for the dual priority queue, one for inserting an item into it, the other for deleting an item from it. Deletion operation itself has two parameters: one for deleting an item with highest priority from it, and the other for deleting an item with lowest priority.&nbsp;<\/p>\r\n\r\n<p>Suppose there is a dual priority queue Q which stores integers only. The value of each integer in Q is considered the priority of itself.&nbsp;<\/p>\r\n\r\n<p>Given a list of operations, write a program that processes the operations for Q and shows the minimum and maximum numbers in Q after finishing the operations.&nbsp;<\/p>\r\n","input":"<p>Your program is to read from standard input. The input consists of T test cases. The number of test cases T is given in the first line of the input. Each test case starts with a line containing an integer k (k &le; 1,000,000), the number of operations for Q. In the next k lines, each line contains either &lsquo;D&rsquo; or &lsquo;I&rsquo; followed by an integer n. Operation &lsquo;I n&rsquo; means inserting integer n into Q. Note that the same integers can be inserted into Q. Operation &lsquo;D 1&rsquo; means deleting the maximum number from Q. While Operation &lsquo;D -1&rsquo; is used to delete the minimum number from Q. If there are two or more maxima (minima) in Q when the operation is &lsquo;D 1&rsquo;(&lsquo;D -1&rsquo;), only one of them is deleted.&nbsp;<\/p>\r\n\r\n<p>If Q is empty when the operation is &lsquo;D&rsquo; you can ignore it. Each input to be inserted into Q is a 32-bit integer.&nbsp;<\/p>\r\n","output":"<p>Your program is to write to standard output. For each test case, print the maximum and the minimum numbers among those which remain in Q. The two numbers should be printed in a line separated by a blank. If Q is empty at the end, print &lsquo;EMPTY&rsquo;.&nbsp;<\/p>\r\n","hint":"","original":"1","html_title":"0","problem_lang_tcode":"English"}]

접근 방법

- 딕셔너리를 통해 현재 힙에 포함되어있는 값은 키, 해당 값의 개수는 밸류로 구현한다.
- 이후 우선순위 큐를 최소 힙, 최대 힙을 통해 구현하고, 값이 생기면 두 힙 모두에 저장하고, 딕셔너리에 키와 값을 추가하거나 값을 하나 증가시켜준다.
- 만약 최솟값이나 최대 값을 삭제하는 경우 딕셔너리에 해당 값이 존재하는지 확인하고, 없다면 해당 값을 그냥 빼준 뒤, 다시 최대값 또는 최솟값을 뺀다.
- 딕셔너리에 해당 값이 존재하는 지에 대한 확인은 set을 통해 진행한다.

코드

# https://www.acmicpc.net/problem/7662
# 접근 방법
# 딕셔너리를 통해 현재 힙에 포함되어있는 값은 키, 해당 값의 개수는 밸류로 구현한다.
# 이후 우선순위 큐를 최소 힙, 최대 힙을 통해 구현하고, 값이 생기면 두 힙 모두에 저장하고, 딕셔너리에 키와 값을 추가하거나 값을 하나 증가시켜준다.
# 만약 최솟값이나 최대 값을 삭제하는 경우 딕셔너리에 해당 값이 존재하는지 확인하고, 없다면 해당 값을 그냥 빼준 뒤, 다시 최대값 또는 최솟값을 뺀다.
# 딕셔너리에 해당 값이 존재하는 지에 대한 확인은 set을 통해 진행한다.
import sys, heapq, math
input = sys.stdin.readline
tc = int(input())
for _ in range(tc):
    k = int(input())
    min_h, max_h = [], []
    element_dict = {}
    check_value = set()
    for _ in range(k):
        order = input().split()
        if order[0] == 'D' and order[1] == '-1':
            while min_h:
                if min_h[0] in check_value:
                    x = heapq.heappop(min_h)
                    element_dict[x] -= 1
                    if not element_dict[x]:
                        del element_dict[x]
                        check_value.remove(x)
                    break
                heapq.heappop(min_h)
                
        elif order[0] == "D":
            while max_h:
                if -max_h[0] in check_value:
                    x = -heapq.heappop(max_h)
                    element_dict[x] -= 1
                    if not element_dict[x]:
                        del element_dict[x]
                        check_value.remove(x)
                    break
                heapq.heappop(max_h)
        else:
            x = int(order[1])
            if x not in check_value:
                element_dict[x] = 0
                check_value.add(x)
            heapq.heappush(min_h, x)
            heapq.heappush(max_h, -x)
            element_dict[x] += 1

    if len(check_value) == 0:
        print("EMPTY")
    else:
        min_v = math.inf
        max_v = -math.inf
        for x in check_value:
            min_v = min(min_v, x)
            max_v = max(max_v, x)
        print(max_v, min_v, sep = " ")
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