[ALGOSPOT] CLOCKSYNC

출처 : algospot.com/judge/problem/read/CLOCKSYNC

algospot.com :: CLOCKSYNC

문제

그림과 같이 4 x 4 개의 격자 형태로 배치된 16개의 시계가 있다. 이 시계들은 모두 12시, 3시, 6시, 혹은 9시를 가리키고 있다. 이 시계들이 모두 12시를 가리키도록 바꾸고 싶다.

시계의 시간을 조작하는 유일한 방법은 모두 10개 있는 스위치들을 조작하는 것으로, 각 스위치들은 모두 적게는 3개에서 많게는 5개의 시계에 연결되어 있다. 한 스위치를 누를 때마다, 해당 스위치와 연결된 시계들의 시간은 3시간씩 앞으로 움직인다. 스위치들과 그들이 연결된 시계들의 목록은 다음과 같다.

0	0, 1, 2
1	3, 7, 9, 11
2	4, 10, 14, 15
3	0, 4, 5, 6, 7
4	6, 7, 8, 10, 12
5	0, 2, 14, 15
6	3, 14, 15
7	4, 5, 7, 14, 15
8	1, 2, 3, 4, 5
9	3, 4, 5, 9, 13

시계들은 맨 윗줄부터, 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 번호가 매겨졌다고 가정하자. 시계들이 현재 가리키는 시간들이 주어졌을 때, 모든 시계를 12시로 돌리기 위해 최소한 눌러야 할 스위치의 수를 계산하는 프로그램을 작성하시오.

 

입력

첫 줄에 테스트 케이스의 개수 C (<= 30) 가 주어진다.
각 테스트 케이스는 한 줄에 16개의 정수로 주어지며, 각 정수는 0번부터 15번까지 각 시계가 가리키고 있는 시간을 12, 3, 6, 9 중 하나로 표현한다.

 

출력

각 테스트 케이스당 한 줄을 출력한다. 시계들을 모두 12시로 돌려놓기 위해 눌러야 할 스위치의 최소 수를 출력한다. 만약 이것이 불가능할 경우 -1 을 출력한다.

 

<아이디어>

1. 스위치를 4번이상 돌릴 필요가 없다. 4번째 돌리면 제자리로 돌아오기 때문에 안 돌린 것과 마찬가지.

2. 모든 스위치를 0~3번 돌리는 것으로 완전탐색.

 

<구현>

테이블을 5개씩으로 맞추기 위해 5개 미만인 열은 -1로 채워주고, 시계를 돌릴 때 -1이 나오면 멈춰준다.

최소값을 987654321로 하고 모두 12시를 가리키고 있을 때 최소값을 갱신해준다.

pos는 스위치 번호로 0부터 9까지 재귀적으로 스위치를 0~3번 돌린다.

0~3번 돌릴 때마다 다음 스위치를 돌릴지 정하는 함수를 진입한다.

 

 

<실수한 부분>

1. 모든 시계가 12시를 가리키고 있는 지 체크하는 함수에서 16개의 시계를 확인해야하는데 15개만 확인했다.

2. 모든 경우에서 불가능한 경우를 처리하지 않았다.

 

이런 실수는 무조건 줄여야하며, 실전에서는 범하지 말아야 합니다.

 

 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define swap(a,b) (a)^=(b)^=(a)^=(b)
#define endl '\n'
typedef long long lld;
 
int rotatea[10][5] = {
    {0, 1, 2, -1, -1},
    {3, 7, 9, 11, -1},
    {4, 10, 14, 15, -1},
    {0, 4, 5, 6, 7},
    {6, 7, 8, 10, 12},
    {0, 2, 14, 15, -1},
    {3, 14, 15, -1, -1},
    {4, 5, 7, 14, 15},
    {1, 2, 3, 4, 5},
    {3, 4, 5, 9, 13},
};
lld mncnt = 987654321LL;
 
bool check(vector<int>& v)
{
    for(int i=0;i<16;i++)
        if(v[i]!=12)
            return false;
    return true;
}
 
void rotates(vector<int>& v, int k)
{
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        if(rotatea[k][i]==-1) break;
        v[rotatea[k][i]] = (v[rotatea[k][i]]+3)%12 ? (v[rotatea[k][i]]+3)%12:12;
    }
}
 
void f(int pos, vector<int>& v, lld cnt)
{
    if(pos==10)
    {
        if(check(v)) mncnt = min(cnt, mncnt);
        return;
    }
    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        f(pos+1, v, cnt+i);
        rotates(v, pos);
    }
}
 
 
int main()
{
    ios_base::sync_with_stdio(NULL);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);
    int tc;
    cin>>tc;
    while(tc--)
    {
        vector<int> v(16);
        mncnt = 987654321LL;
        for(int i=0;i<16;i++)
            cin>>v[i];
        f(0, v, 0LL);
        if(mncnt==987654321LL) cout<<-1<<endl;
        else cout<<mncnt<<endl;
    }
    return 0;
}

 

다음 코드는 책을 참고하여 backtracking 느낌으로 바꾼 코드입니다.

이런 코드 스타일을 연습하지 않아서인지 많이 서툰 것 같습니다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define swap(a,b) (a)^=(b)^=(a)^=(b)
#define endl '\n'
typedef long long lld;
 
int rotatea[10][5] = {
    {0, 1, 2, -1, -1},
    {3, 7, 9, 11, -1},
    {4, 10, 14, 15, -1},
    {0, 4, 5, 6, 7},
    {6, 7, 8, 10, 12},
    {0, 2, 14, 15, -1},
    {3, 14, 15, -1, -1},
    {4, 5, 7, 14, 15},
    {1, 2, 3, 4, 5},
    {3, 4, 5, 9, 13},
};
 
bool check(vector<int>& v)
{
    for(int i=0;i<16;i++)
        if(v[i]!=12)
            return false;
    return true;
}
 
void rotates(vector<int>& v, int k)
{
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        if(rotatea[k][i]==-1) break;
        v[rotatea[k][i]] = (v[rotatea[k][i]]+3)%12 ? (v[rotatea[k][i]]+3)%12:12;
    }
}
 
lld f(int pos, vector<int>& v)
{
    if(pos==10) return check(v)? 0:987654321LL;
    lld ret = 987654321LL;
    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        ret = min(i+f(pos+1, v), ret);
        rotates(v, pos);
    }
    return ret;
}
 
 
int main()
{
    ios_base::sync_with_stdio(NULL);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);
    int tc;
    cin>>tc;
    while(tc--)
    {
        vector<int> v(16);
        for(int i=0;i<16;i++)
            cin>>v[i];
        lld res = f(0, v);
        if(res==987654321LL) cout<<-1<<endl;
        else cout<<res<<endl;
    }
    return 0;
}