[프로그래머스 Lv.3][힙] 이중우선순위큐 (python)

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42628

프로그래머스

문제 설명

이중 우선순위 큐는 다음 연산을 할 수 있는 자료구조를 말합니다.

명령어수신 탑(높이)

I 숫자	큐에 주어진 숫자를 삽입합니다.
D 1	큐에서 최댓값을 삭제합니다.
D -1	큐에서 최솟값을 삭제합니다.

이중 우선순위 큐가 할 연산 operations가 매개변수로 주어질 때, 모든 연산을 처리한 후 큐가 비어있으면 [0,0] 비어있지 않으면 [최댓값, 최솟값]을 return 하도록 solution 함수를 구현해주세요.

제한사항

• operations는 길이가 1 이상 1,000,000 이하인 문자열 배열입니다.
• operations의 원소는 큐가 수행할 연산을 나타냅니다.
  • 원소는 “명령어 데이터” 형식으로 주어집니다.- 최댓값/최솟값을 삭제하는 연산에서 최댓값/최솟값이 둘 이상인 경우, 하나만 삭제합니다.
• 빈 큐에 데이터를 삭제하라는 연산이 주어질 경우, 해당 연산은 무시합니다.

입출력 예operationsreturn

["I 16", "I -5643", "D -1", "D 1", "D 1", "I 123", "D -1"]	[0,0]
["I -45", "I 653", "D 1", "I -642", "I 45", "I 97", "D 1", "D -1", "I 333"]	[333, -45]

입출력 예 설명

입출력 예 #1

• 16과 -5643을 삽입합니다.
• 최솟값을 삭제합니다. -5643이 삭제되고 16이 남아있습니다.
• 최댓값을 삭제합니다. 16이 삭제되고 이중 우선순위 큐는 비어있습니다.
• 우선순위 큐가 비어있으므로 최댓값 삭제 연산이 무시됩니다.
• 123을 삽입합니다.
• 최솟값을 삭제합니다. 123이 삭제되고 이중 우선순위 큐는 비어있습니다.

따라서 [0, 0]을 반환합니다.

입출력 예 #2

• -45와 653을 삽입후 최댓값(653)을 삭제합니다. -45가 남아있습니다.
• -642, 45, 97을 삽입 후 최댓값(97), 최솟값(-642)을 삭제합니다. -45와 45가 남아있습니다.
• 333을 삽입합니다.

이중 우선순위 큐에 -45, 45, 333이 남아있으므로, [333, -45]를 반환합니다.

✔️ Code

import heapq

def solution(operations):
    answer = []
    heap = []

    for operation in operations: 
        if operation[0] == 'I':
            heapq.heappush(heap, int(operation[2:]))

        else:
            if not heap:
                continue

            if operation[2] == '-':
                heapq.heappop(heap)

            else:
                heap = heapq.nlargest(len(heap), heap)[1:] # 힙에서 최댓값 제외
                heapq.heapify(heap) # 다시 최소 힙으로 되돌리기

    if not heap:
        answer.append(0)
        answer.append(0)

    else:
        answer.append(max(heap))
        answer.append(min(heap))

    return answer

✏️ Comment

최소힙, 최대힙 두 개를 만들어서 각각 remove 해주는 방식을 가장 먼저 생각했는데, 다른 방법이 있을 것 같아서 고민하다가 구글링을 통해 nlargest와 nsmallest에 대해서 알게 되었다.

📌 사용법

heapq.nlargest(n, iterable, key=None) 
heapq.nsmallest(n, iterable, key=None)

📌 활용

import heapq
heap = [8, 3, 4, 1, 7, 10]
heap = heapq.nlargest(len(heap), heap)[1:]
print(heap)

# 결과 ([1:] 이므로 가장 큰 10을 제외하게 됨 -> 최댓값 제거와 같다)
[8, 7, 4, 3, 1]

💡 Check

• heap 자체가 최소힙이기 때문에 굳이 nsmallest까지 사용할 필요 없이 nlargest 후에 다시 heapify를 통해 최소힙으로 되돌려주면 된다.
  
  
• 최댓값과 최솟값을 출력할 때, 처음에 heap[-1]과 heap[0] 을 answer에 집어넣었는데 마지막 테케에서 실패가 떴다. 분명 최대값의 인덱스는 -1이 맞는데 왜 틀리는지 모르겠어서 찾아보았다.
  
  => heap은 최솟값은 무조건 보장해주지만, 그 외의 값에 대한 정렬은 보장하지 않는다고 한다.
  따라서 heap[0]이 무조건 최솟값인 것은 맞지만, heap[-1]이 무조건 최댓값이라는 보장이 없다.
  그렇기 때문에 max(heap), min(heap) 또는 max(heap), heap[0] 이라고 해야 한다.
  
  더 자세한 사항은 아래의 티스토리를 참고하면 될 것 같다.
  
  https://private-k.tistory.com/356

[프로그래머스] 이중우선순위큐