파이썬(Python) 우선순위 큐(힙) 개념과 예제 - [백준 11286]

우선순위 큐

큐(Queue)는 먼저 들어오는 데이터가 먼저 나가는 FIFO(First In First Out) 형식의 자료구조입니다.
우선순위 큐(Priority Queue)는 먼저 들어오는 데이터가 아니라, 우선순위가 높은 데이터가 먼저 나가는 형태의 자료구조입니다.

보통 파이썬에서 우선 순위는 값이 작은 것입니다. 그러므로 기본으론 최소 값 순서대로 나옵니다.

그러나 이 우선순위는 바꿀수 있습니다. 값 추가 부분에 설명이 있습니다.

 

Priority Queue 선언

from queue import PriorityQueue

# 우선 순위 큐 선언
pQueue = PriorityQueue()

 

Priority Queue 값 추가

absQueue.put(a) # a를 넣고 최소순서로 정렬합니다.

# 튜플을 넣는 경우
# 파이썬 튜플에 대한 선수 지식이 필요합니다!
absQueue.put( (-1 * a, a) )
#튜플의 첫번째가 정렬 순서입니다. 마이너스를 했기 때문에 최대 순서로 정렬하겠죠?
#첫번쨰 원소가 동일하면, 두번째 원소를 기준으로 정렬합니다.

 

Priority Queue pop

pQueue.get();       // priorityQueue에 첫번째 값을 반환

 

정렬 기준 변경

# 튜플의 첫번째 항인 1,2,3 정수로 정렬
pQueue.put((3, 'Apple'))
pQueue.put((1, 'Banana'))
pQueue.put((2, 'Cherry'))

print(pQueue.get()[1])  # Banana
print(pQueue.get()[1])  # Cherry
print(pQueue.get()[1])  # Apple

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문제

절댓값 힙은 다음과 같은 연산을 지원하는 자료구조이다.

1. 배열에 정수 x (x ≠ 0)를 넣는다.
2. 배열에서 절댓값이 가장 작은 값을 출력하고, 그 값을 배열에서 제거한다. 절댓값이 가장 작은 값이 여러개일 때는, 가장 작은 수를 출력하고, 그 값을 배열에서 제거한다.

프로그램은 처음에 비어있는 배열에서 시작하게 된다.

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입력

첫째 줄에 연산의 개수 N(1≤N≤100,000)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 연산에 대한 정보를 나타내는 정수 x가 주어진다. 만약 x가 0이 아니라면 배열에 x라는 값을 넣는(추가하는) 연산이고, x가 0이라면 배열에서 절댓값이 가장 작은 값을 출력하고 그 값을 배열에서 제거하는 경우이다. 입력되는 정수는 -231보다 크고, 231보다 작다.

출력

입력에서 0이 주어진 회수만큼 답을 출력한다. 만약 배열이 비어 있는 경우인데 절댓값이 가장 작은 값을 출력하라고 한 경우에는 0을 출력하면 된다.

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예제 입력 1

18
1
-1
0
0
0
1
1
-1
-1
2
-2
0
0
0
0
0
0
0

 

예제 출력 1

-1
1
0
-1
-1
1
1
-2
2
0

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파이썬 코드

우선 순위 큐에 우선순위를 abs(request)로 설정해서, 절댓값 기준으로 정렬해서 출력하도록 합니다.

출력할때는 get()[1] (튜플의 두번째 항) 으로 인덱싱해서, 절댓값이 아닌 원래 값을 출력하도록 합니다.

#Priority Queue
from queue import PriorityQueue
import sys
input = sys.stdin.readline
n = int(input())
# 우선 순위 큐 선언
absQueue = PriorityQueue()
for _ in range(n):
    request = int(input())
    if request == 0:
        if absQueue.empty():
            print(0)
        else:
            value = absQueue.get()[1]
            print(value)
    else:
        # 첫번째 우선순위: 절댓값 , 두번째 우선순위: 값(음수 우선)
        absQueue.put( (abs(request) , request) ) # 튜플!