[Algorithm] C++ 백준 1027번 : 이동

BOJ 1067 문제는 주어진 배열을 왼쪽 또는 오른쪽으로 특정 횟수만큼 회전시키는 문제이다. 입력으로 배열의 길이 (N), 배열의 원소들, 회전 횟수 (K), 회전 방향 (D)가 주어지며, (D)가 ‘L’이면 왼쪽으로, ‘R’이면 오른쪽으로 배열을 (K)번 회전시킨 결과를 출력한다. (K)가 (N)보다 클 경우, 실제로는 K % N번 회전하는 것과 동일하다.

|| |:—:| |이미지로 형상화| 지

문제 분석 및 접근 방법

BOJ 1067번 문제는 두 개의 수열 (X)와 (Y)가 주어졌을 때, (Y)를 순환 이동시키며 두 수열의 일치하는 요소의 곱의 합이 최대가 되는 값을 구하는 문제이다. (Y)를 순환 이동하는 것은 (Y)를 두 배 길이로 확장한 후 FFT를 이용하여 문제를 해결할 수 있다.

접근 방법

1. (X)와 (Y)의 길이를 동일하게 (n)으로 맞춘다.
2. (Y)를 두 배 길이로 확장하여 (Y' = Y + Y)로 만든다.
3. FFT를 이용하여 (X)와 (Y')의 곱을 계산한 후, 최대 곱의 합을 구한다.

C++ 코드 구현

아래는 주어진 접근 방법을 기반으로 작성된 C++ 코드이다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <complex>
#include <cmath>
#include <algorithm>

const double PI = acos(-1);

// FFT 함수
void fft(std::vector<std::complex<double>>& a, bool invert) {
    int n = a.size();
    for (int i = 1, j = 0; i < n; ++i) {
        int bit = n >> 1;
        for (; j & bit; bit >>= 1)
            j ^= bit;
        j ^= bit;
        if (i < j)
            std::swap(a[i], a[j]);
    }

    for (int len = 2; len <= n; len <<= 1) {
        double angle = 2 * PI / len * (invert ? -1 : 1);
        std::complex<double> wlen(cos(angle), sin(angle));
        for (int i = 0; i < n; i += len) {
            std::complex<double> w(1);
            for (int j = 0; j < len / 2; ++j) {
                std::complex<double> u = a[i + j];
                std::complex<double> v = a[i + j + len / 2] * w;
                a[i + j] = u + v;
                a[i + j + len / 2] = u - v;
                w *= wlen;
            }
        }
    }

    if (invert) {
        for (std::complex<double>& x : a)
            x /= n;
    }
}

// 두 다항식의 곱셈 함수
std::vector<int> multiply(const std::vector<int>& a, const std::vector<int>& b) {
    std::vector<std::complex<double>> fa(a.begin(), a.end()), fb(b.begin(), b.end());
    int n = 1;
    while (n < a.size() + b.size()) 
        n <<= 1;
    fa.resize(n);
    fb.resize(n);

    fft(fa, false);
    fft(fb, false);
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        fa[i] *= fb[i];
    fft(fa, true);

    std::vector<int> result(n);
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        result[i] = round(fa[i].real());
    return result;
}

int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    std::vector<int> x(n), y(n);

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        std::cin >> x[i];
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        std::cin >> y[i];

    std::reverse(y.begin(), y.end());

    std::vector<int> extended_y = y;
    extended_y.insert(extended_y.end(), y.begin(), y.end()); // Y를 두 배 길이로 확장

    std::vector<int> result = multiply(x, extended_y);

    int max_value = *std::max_element(result.begin() + n - 1, result.begin() + 2 * n - 1);

    std::cout << max_value << std::endl;
    return 0;
}

요약

1. (X)와 (Y)의 길이를 동일하게 맞춘다.
2. (Y)를 두 배 길이로 확장한다.
3. FFT를 이용해 다항식 곱셈을 수행한다.
4. 최대 곱의 합을 찾아 출력한다.

이 코드는 주어진 문제를 해결하기 위해 (Y)를 두 배 길이로 확장한 후, FFT를 사용하여 두 수열의 곱을 계산하고 최대 값을 찾는다.