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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,117 @@ | ||
--- | ||
title: '[LeetCode] 42. Trapping Rain Water' | ||
description: '2차원 좌표의 영역을 빠르게 구해보자' | ||
tags: ['algorithm', 'leetcode', 'hard', 'stack', 'two-pointers'] | ||
coverImage: 'https://github.com/1ilsang/dev/assets/23524849/e0fcd614-46f9-4221-a284-570b9591a1b8' | ||
date: '2023-10-14T08:10:32.304Z' | ||
ogImage: | ||
url: 'https://github.com/1ilsang/dev/assets/23524849/e0fcd614-46f9-4221-a284-570b9591a1b8' | ||
--- | ||
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<img class="cover" alt="cover" src="https://github.com/1ilsang/dev/assets/23524849/59fc8404-8da9-451c-bf9b-36c33e60e97a" /> | ||
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> [문제 링크](https://leetcode.com/problems/trapping-rain-water) | ||
빗물이 고일 수 있는 모든 영역을 구하면 되는 문제다. | ||
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기본적으로 물은 '높은 곳에서 낮은 곳'으로 흐르기 때문에 우리는 높이를 비교하면서 빗물이 고일 수 있는지 판단해야 한다. | ||
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이 문제는 두 가지 스택과 투포인터 두 가지로 풀 수 있다. 두 방법 모두 알아두면 좋기 때문에 두 가지 해석을 모두 하려고 한다. | ||
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## 접근법 1. Stack O(n) T(n) | ||
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스택 접근은 <u>"가로로 면적을 합해가는"</u> 방식이다. | ||
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빗물이 고이기 위해서는 양쪽으로 벽이 있어야 한다. | ||
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스택을 활용해 양 벽을 계산하는 방법은, 높이가 감소할 때는 스택에 푸쉬하고 높이가 이전 탑보다 높아질 때는 팝을 하면서 얼마만큼의 빗물을 저장할 수 있는지 계산하면 된다. | ||
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![example](https://github.com/1ilsang/dev/assets/23524849/fbb24919-41e2-4ff7-9a66-876b590d0c79) | ||
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0번째 높이부터 순회해 보자. | ||
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1. 모든 원소를 순회할 때마다 스택에 푸쉬한다. 왼쪽의 그림과 같이 높이가 감소해 나갈 때에는 특별한 작업 없이 계속 진행한다. | ||
2. 중앙의 그림(`i = 3`)의 상황일 경우 현재 벽이 스택의 Top 값보다 더 높기 때문에 빗물이 고일 수 있다. 현재 높이와 같거나 클 때까지 스택에 쌓여있는 벽들을 pop 하며 "가로로" 누적값을 더한다. 여기서는 높이 1이 최대이므로 스택에 추가된 높이 2(`i = 0`)까지 계산하지 않고 끝난다. | ||
3. 우측의 그림(`i = 4`)에서도 동일하다. 현재 높이보다 큰 높이가 나올 때까지 팝을 하며 계산한다. 2번에서 이미 높이 1일 때의 경우를 계산했으므로 높이 2일 때의 가로 값만 계산하면 된다. | ||
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마지막 노드까지 위의 방식을 계속해서 하면 모든 면적을 구할 수 있다. 코드와 라인별 해석은 제일 아래에 작성해 두었다. | ||
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## 접근법 2. Two Pointers O(n) T(1) | ||
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투포인터 접근은 <u>"세로로 면적을 합해가는"</u> 방식이다. | ||
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빗물이 고이기 위해서는 양쪽으로 벽이 있어야 한다. | ||
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투포인터는 양끝에 포인터를 설정하고 좌우로 움직이며 높이가 더 높은 쪽을 향해 간다. 높이가 높은 쪽을 향해 양 포인터를 옮기면 반대로 낮은 쪽은 빗물이 고이는 곳이기 때문에 세로로 더해나가면 된다. | ||
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![example](https://github.com/1ilsang/dev/assets/23524849/57196d71-ccc4-480a-bef3-b9d34df762e2) | ||
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L, R을 양 끝에 두고 순회하면서 각각 MAX 값을 구한다. | ||
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1. 최초의 상태. 최대값(가로선)을 설정한다. | ||
2. `L < R`이라면 L을 옮기고 아니면 R을 옮긴다. 여기는 L를 옮겼다. `i = 1`의 높이가 L의 최대높이보다 낮으므로 그 차이를 더한다. | ||
3. `L < R`일 때까지 L을 옮긴 모습이다. | ||
4. R을 옮겼다. `i = 8`의 높이가 R의 최대높이보다 낮으므로 그 차이를 더한다. | ||
5. 계속해서 반복하면 결국 LR은 한곳으로 모이고 그 사이의 모든 세로 값이 더해져 빗물의 면적을 구할 수 있다. | ||
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## 최종 코드 | ||
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```js | ||
// Stack | ||
const trap = (height) => { | ||
let res = 0; | ||
let i = 0; | ||
const stack = []; | ||
|
||
while (i < height.length) { | ||
const curHeight = height[i]; | ||
// 현재 높이가 스택의 마지막 높이보다 높다면 | ||
while (stack.length > 0 && height[stack[stack.length - 1]] < curHeight) { | ||
const lastI = stack.pop(); | ||
// 스택이 비었다는 의미는 자신뿐이므로 빗물이 고일 수 없기 때문에 탈출한다. | ||
if (stack.length === 0) break; | ||
const peekI = stack[stack.length - 1]; | ||
// 현재 위치(i)와 스택의 다음 위치(peekI)의 거리를 구한다. | ||
const dist = i - peekI - 1; | ||
// 현재 위치의 높이와 스택의 다음 위치 높이중 낮은 값을 기준으로 스택의 마지막 높이를 뺀다. | ||
// 마지막 높이만큼은 빗물이 고일 수 없기 때문 | ||
const h = Math.min(curHeight, height[peekI]) - height[lastI]; | ||
res += dist * h; | ||
} | ||
stack.push(i++); | ||
} | ||
|
||
return res; | ||
}; | ||
``` | ||
|
||
```js | ||
// Two-pointers | ||
const trap = (height) => { | ||
let res = 0; | ||
let l = 0; | ||
let r = height.length - 1; | ||
let lMax = 0; | ||
let rMax = 0; | ||
|
||
while (l < r) { | ||
const curLeft = height[l]; | ||
const curRight = height[r]; | ||
// 매번 max 값을 갱신한다. 그래야 자신이 줄어든 값인지 비교할 수 있다. | ||
lMax = Math.max(curLeft, lMax); | ||
rMax = Math.max(curRight, rMax); | ||
|
||
// 현재 높이가 최대값 보다 적다면 고일 수 있으므로 추가한다. | ||
if (curLeft < lMax) { | ||
res += lMax - curLeft; | ||
} | ||
if (curRight < rMax) { | ||
res += rMax - curRight; | ||
} | ||
// 양쪽의 포인터를 비교해서 높이가 더 큰 방향으로 이동한다. | ||
curLeft < curRight ? l++ : r--; | ||
} | ||
|
||
return res; | ||
}; | ||
``` |