[백준 #2623] 음악프로그램 - JAVA(자바)

문제

인터넷 방송 KOI(Korea Open Internet)의 음악 프로그램 PD인 남일이는 자기가 맡은 프로그램 '뮤직 KOI'에서 가수의 출연 순서를 정하는 일을 매우 골치 아파한다. 순서를 정하기 위해서는 많은 조건을 따져야 한다.

그래서 오늘 출연 예정인 여섯 팀의 가수에 대해서 남일이가 보조 PD 세 명에게 각자 담당한 가수의 출연 순서를 정해오게 하였다. 보조 PD들이 가져온 것은 아래와 같다.

• 1 4 3
• 6 2 5 4
• 2 3

첫 번째 보조 PD는 1번 가수가 먼저, 다음에 4번 가수, 다음에 3번 가수가 출연하기로 순서를 정했다. 두 번째 보조 PD는 6번, 2번, 5번, 4번 순으로 자기 담당 가수들의 순서를 정했다. 한 가수를 여러 보조 PD가 담당할 수도 있다. 마지막으로, 세 번째 보조 PD는 2번 먼저, 다음에 3번으로 정했다.

남일이가 할 일은 이 순서들을 모아서 전체 가수의 순서를 정하는 것이다. 남일이는 잠시 생각을 하더니 6 2 1 5 4 3으로 순서를 정했다. 이렇게 가수 순서를 정하면 세 보조 PD가 정해온 순서를 모두 만족한다. 물론, 1 6 2 5 4 3으로 전체 순서를 정해도 괜찮다.

경우에 따라서 남일이가 모두를 만족하는 순서를 정하는 것이 불가능할 수도 있다. 예를 들어, 세 번째 보조 PD가 순서를 2 3 대신에 3 2로 정해오면 남일이가 전체 순서를 정하는 것이 불가능하다. 이번에 남일이는 우리 나라의 월드컵 4강 진출 기념 음악제의 PD를 맡게 되었는데, 출연 가수가 아주 많다. 이제 여러분이 해야 할 일은 보조 PD들이 가져 온 순서들을 보고 남일이가 가수 출연 순서를 정할 수 있도록 도와 주는 일이다.

보조 PD들이 만든 순서들이 입력으로 주어질 때, 전체 가수의 순서를 정하는 프로그램을 작성하시오.

해설

위상 정렬 알고리즘을 활용하는 문제이다. 위상 정렬 개념은 바킹독님 블로그에 잘 설명되어 있다. 코드는 간단하다. 위상 정렬 개념만 알고 그 개념을 구현만 하면 된다.

 

조건은 각 PD가 담당하는 가수들의 순서가 정해져 있고 그 순서들을 모두 지켜 모든 가수들 순서를 정해야 한다. 위상 정렬을 생각했을 때, 각 가수를 노드, 순서를 방향 간선으로 생각하면 된다.

 

indegree 배열에 각 노드들에 들어오는 간선의 수로 초기화를 하고  indegree 배열 값이 0인 노드(가수)들을 Queue 에 넣어 초기화를 한다. 그리고 Queue에서 노드를 하나씩 poll 한다. indegree 값이 0인 노드를 poll 한다는 의미는 들어오는 간선의 수가 없다는 것이니 순서가 가장 우선된다고 보면 된다. 결국, while 문으로 Queue 가 empty 할 때까지 돌리면 그래프에 순환되는 곳이 없다면 모든 노선을 거치게 돼 답이 나온다.

 

단, 위상 정렬은 사이클이 존재하지 않는 방향 그래프에서만 잘 정의된다. 따라서 while 문을 다 돌고 정답 리스트의 크기가 n 과 다르다면 사이클이 존재해서 순서를 정하지 못한다는 뜻이다.

코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int n = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());

        ArrayList<Integer>[] graph = new ArrayList[n + 1];// 노드 a 에서 노드 b 로 방향 간선
        int[] indegree = new int[n+1]; // indegree[a]: 노드 a로 들어오는 간선의 수

        for(int i = 0; i <= n; i++){
            graph[i] = new ArrayList<>();
        }

        while (m-- > 0) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int c = Integer.parseInt(st.nextToken());
            int before = 0;
            for(int i = 0; i < c; i++){
                int node = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if(i != 0){
                    graph[before].add(node);
                    indegree[node]++;
                }
                before = node;
            }
        }
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        ArrayList<Integer> result = new ArrayList<>();

        for(int i = 1; i<= n; i++){
            if(indegree[i] == 0) q.add(i);
        }

        while (!q.isEmpty()) {
            int cur = q.poll();
            result.add(cur);
            for(int nxt : graph[cur]){
                indegree[nxt]--; //  cur -> nxt 에서 현재 노드(cur), nxt 들어오는 간선(->, indegree) 를 삭제하는 과정
                if(indegree[nxt] == 0) q.add(nxt);
            }
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        if(result.size() != n){ // 결과에 간선 모두가 포함되어 있지 않은 경우 graph에 cycle이 있어서 위상 정렬로 모두 정렬할 수 없다는 뜻.
            sb.append(0);
        }else{
            for(int val : result){
                sb.append(val).append("\n");
            }
        }
        System.out.print(sb.toString());
    }
}