스택 수열
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문제
스택 (stack)은 기본적인 자료구조 중 하나로, 컴퓨터 프로그램을 작성할 때 자주 이용되는 개념이다. 스택은 자료를 넣는 (push) 입구와 자료를 뽑는 (pop) 입구가 같아 제일 나중에 들어간 자료가 제일 먼저 나오는 (LIFO, Last in First out) 특성을 가지고 있다.
1부터 n까지의 수를 스택에 넣었다가 뽑아 늘어놓음으로써, 하나의 수열을 만들 수 있다. 이때, 스택에 push하는 순서는 반드시 오름차순을 지키도록 한다고 하자. 임의의 수열이 주어졌을 때 스택을 이용해 그 수열을 만들 수 있는지 없는지, 있다면 어떤 순서로 push와 pop 연산을 수행해야 하는지를 알아낼 수 있다. 이를 계산하는 프로그램을 작성하라.
입력
첫 줄에 n (1 ≤ n ≤ 100,000)이 주어진다. 둘째 줄부터 n개의 줄에는 수열을 이루는 1이상 n이하의 정수가 하나씩 순서대로 주어진다. 물론 같은 정수가 두 번 나오는 일은 없다.
출력
입력된 수열을 만들기 위해 필요한 연산을 한 줄에 한 개씩 출력한다. push연산은 +로, pop 연산은 -로 표현하도록 한다. 불가능한 경우 NO를 출력한다.
예제 입력 1 복사
8
4
3
6
8
7
5
2
1
예제 출력 1 복사
+
+
+
+
-
-
+
+
-
+
+
-
-
-
-
-
예제 입력 2 복사
5
1
2
5
3
4
예제 출력 2 복사
NO
힌트
1부터 n까지에 수에 대해 차례로 [push, push, push, push, pop, pop, push, push, pop, push, push, pop, pop, pop, pop, pop] 연산을 수행하면 수열 [4, 3, 6, 8, 7, 5, 2, 1]을 얻을 수 있다.
스택이 오름차순으로 올라갈 수 있다.
문제를 예를 들어서 설명하면, 만약 3가지 숫자의 배열 1 3 2 를 스택에 넣고 빼서 구현하고 싶다면,
스택에 1을 push
스택 상단에서 1을 pop
스택에 2를 push
스택에 3을 push
스택 상단에서 3을 pop
스택 상단에서 2를 pop
하면 된다.
이를 코드로 구현하면,
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct stack {
int stack[100001];
int stack_index;
int high_num; //넣은 수 중 가장 큰 수
} custom_stack;
void push(custom_stack* p, char* ans, int search_value) {
do {
p->high_num++;
p->stack[p->stack_index++] = p->high_num;
strncat(ans, "+\n", 3);//printf("+\n");
} while (p->high_num != search_value);
}
/*
* sequence_sort의 반환값은,
* 1 이상의 정수를 리턴할 경우, 해당 값은 스택 최상단에서 pop 된 값이고
* 0 을 반환할 경우 에러이다.
*/
int sequence_sort(custom_stack* p, char* ans, int search_value, int num) {
//search and pop
if (search_value <= p->high_num) {//이전에 넣은 수보다 작은 값을 찾으면 스택 최상단에서 찾고,
if (p->stack[p->stack_index - 1] == search_value) {
strncat(ans, "-\n", 3);
return p->stack[--(p->stack_index)]; //pop
}
else {
return 0; //case NO
}
}
else if (search_value <= num) { //이전에 넣은 수보다 큰 값을 찾으면 push, 대신 num 범위 안에서만
push(p, ans, search_value);
strncat(ans, "-\n", 3);//printf("-\n");
return p->stack[--(p->stack_index)];
}
else
return 0;
}
int main() {
int num = 0;
scanf("%d", &num); //user input 1
//declare
int flag = 1;
int* array = (int*)malloc(sizeof(int) * num);
char* ans = (char*)malloc(sizeof(char) * 400001);
custom_stack* my_stack = (custom_stack*)malloc(sizeof(custom_stack));
//initialization
if (ans != NULL && my_stack != NULL && array != NULL) {
memset(array, 0, sizeof(array)); //int pointer array
memset(ans, 0, sizeof(ans)); //char pointer ans
memset(my_stack->stack, 0, sizeof(my_stack->stack)); //struct pointer my_stack
my_stack->high_num = 0;
my_stack->stack_index = 0;
}
else {
printf("Allocation failed\n");
return -1;
}
for (int i = 0; i < num; i++) {
scanf("%d", &array[i]); //user input 2~N
}
for (int i = 0; i < num && flag; i++) {
flag = sequence_sort(my_stack, ans, array[i], num);
}
if (flag) {
printf("%s", ans);
}
else
printf("NO\n");
//free allocated area
free(array);
free(my_stack);
free(ans);
return 0;
}
코드의 특징으론, 전역변수를 많이 사용하거나 함수 인자를 많이 사용하지 않기 위해 구조체를 사용하였고,
답안을 제출하기 위해 "ans" char 포인터를 선언하였고, +,-를 strncpy로 공간에 넣어준다.
또한, 만약에 불가능한 경우가 조건문에 걸린다면, "flag"로 설정한 "sequence_sort" 반환값을 활용하여(오류일 경우 반환값이 0) for 루프의 동작을 멈추고, NO를 출력하도록 하였다.
array의 크기를 100,001로 설정한 이유는, 문제의 조건에서 N의 최댓값이 100,000이라고 하였고, 현재 스택 포인터는 가장 앞(가장 밑)에 비어있는 스택 위치를 가리키도록 설정하였기 때문에, worst-case인 100,000개가 모두 들어왔을 경우, index는 100,001을 가르키고 있기 때문이다.
또한, ans 배열의 크기를 400,001로 설정한 이유는, 한개의 데이터에 push-pop 두가지 연산이 와야하므로 100,000 x 2 = 200,000에, push-pop 각각 "+\n", "-\n" 2글자씩 들어가므로 (\n은 문자 하나로 메모리에 들어간다) 200,000 x 2 = 400,000에, worst-case 경우 null값까지 고려하여 400,001로 설정하였다.
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