[BOJ][Java] 백준 14891번: 톱니바퀴

문제 설명

총 8개의 톱니를 가지고 있는 톱니바퀴 4개가 아래 그림과 같이 일렬로 놓여져 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.

 

문제 풀이

이 문제의 경우 2번, 6번 index에 있는 값을 서로 비교하여 같은지 아닌지만 구분해주면 됩니다.

다만 이 부분에 있어서 먼저 돌리고 난 후 비교하는 것이 아닌 재귀를 통해 돌려야 된다는 사실을 양쪽 톱니바퀴에게 전달한 후에 돌려야 제대로 동작하는 것을 확인하실 수 있습니다.

 

풀이 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.StringTokenizer;

public class BOJ14891 {
    private static int leftIdx = 6, rightIdx = 2, ans = 0;
    private static ArrayList<ArrayList<Integer>> wheels = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) throws IOException { //맞닿는 index 2-6
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        for(int i=0; i<4; i++){
            wheels.add(new ArrayList<>());
            String[] status = br.readLine().split("");
            for(String s : status) wheels.get(i).add(Integer.parseInt(s));
        }

        int k = Integer.parseInt(br.readLine());
        for(int i=0; i<k; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int wheelIdx = Integer.parseInt(st.nextToken()); //회전시킬 톱니바퀴
            int rotDir = Integer.parseInt(st.nextToken()); //회전방향
            rotateWheels(wheelIdx-1, rotDir, new boolean[4]); //입력이 1시작이므로
        }

        for(int i=0; i<4; i++) {
            ans += wheels.get(i).get(0) == 1 ? Math.pow(2, i) : 0;
        }
        System.out.println(ans);
    }

    private static void rotateWheels(int wheelIdx, int rotDir, boolean[] visited){
        visited[wheelIdx] = true;

        if(wheelIdx != 3 && !visited[wheelIdx+1]) {
            if(wheels.get(wheelIdx).get(rightIdx) != wheels.get(wheelIdx+1).get(leftIdx)) {
                rotateWheels(wheelIdx+1, -rotDir, visited);
            }
        }

        if(wheelIdx != 0 && !visited[wheelIdx-1]) {
            if(wheels.get(wheelIdx).get(leftIdx) != wheels.get(wheelIdx-1).get(rightIdx)) {
                rotateWheels(wheelIdx-1, -rotDir, visited);
            }
        }

        int n = wheels.get(wheelIdx).remove( rotDir == 1 ? 7 : 0);
        wheels.get(wheelIdx).add(rotDir == 1 ? 0 : 7, n);
    }
}

 

<출처>

14891번: 톱니바퀴