[Algorithm] C++/Python 백준 2975번 : Transactions 다국어

은행의 ATM을 이용할 때마다 고객의 계좌 잔액을 정확히 유지하기 위한 계산이 필요하다. 이 문제에서는 예금과 출금 거래를 처리하여 최종 잔액을 계산하는 프로그램을 작성해야 한다. 특히, 은행 규칙에 따라 고객의 잔액이 -200을 초과하여 마이너스가 되지 않도록 해야 한다. 이는 과도한 출금으로 인해 발생할 수 있는 문제를 방지하기 위한 조치이다.

문제 : https://www.acmicpc.net/problem/2975

문제 설명

은행의 ATM에서는 고객이 출금이나 예금을 할 때마다 계좌의 잔액을 정확하게 유지하기 위해 계산이 필요하다. 이 문제에서는 여러 개의 거래가 주어질 때, 각 거래를 순서대로 처리하여 최종 잔액을 계산하는 프로그램을 작성해야 한다. 거래는 다음과 같이 이루어진다:

입력 형식: 각 거래는 세 부분으로 구성된다. 첫 번째는 시작 잔액을 나타내는 정수 (–200 이상 +10,000 이하), 두 번째는 ‘W’ 또는 ‘D’로 출금(Withdrawal) 또는 예금(Deposit)을 나타내는 문자, 세 번째는 출금 또는 예금할 금액을 나타내는 정수 (5 이상 400 이하)이다. 입력은 0 W 0으로 끝난다.
출력 형식: 각 유효한 거래에 대해 새로운 잔액을 한 줄에 출력한다. 단, 출금으로 인해 잔액이 –200을 넘어서 마이너스가 될 경우, “Not allowed"를 출력한다.

예시:

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입력:
10000 W 10
-200 D 300
50 W 300
0 W 0

출력:
9990
100
Not allowed

위 예시에서 첫 번째 거래는 10,000원에서 10원을 출금하여 9,990원이 된다. 두 번째 거래는 -200원에서 300원을 예금하여 100원이 된다. 세 번째 거래는 50원에서 300원을 출금하려고 하지만, 이는 -250원이 되어 규칙을 위반하므로 “Not allowed"를 출력한다.

접근 방식

이 문제는 간단한 시뮬레이션 문제로, 주어진 거래들을 순서대로 처리하면서 잔액을 업데이트하는 방식으로 해결할 수 있다. 각 거래는 예금 또는 출금으로 구분되며, 출금 시 잔액이 –200 이하로 떨어지는지를 확인해야 한다. 이를 위해 다음과 같은 단계를 따른다:

입력 처리: 거래가 0 W 0이 될 때까지 입력을 계속 받는다.
예금 처리: ‘D’가 입력되면 현재 잔액에 금액을 더한다.
출금 처리: ‘W’가 입력되면 현재 잔액에서 금액을 뺀 후, 잔액이 –200 이하로 떨어지는지 확인한다. 만약 그렇다면 “Not allowed"를 출력하고, 그렇지 않다면 잔액을 업데이트한다.
출력: 각 유효한 거래 후의 잔액을 출력하거나, 규칙을 위반한 경우 “Not allowed"를 출력한다.

이러한 단계를 통해 모든 거래를 효율적으로 처리할 수 있으며, 특별한 자료 구조나 복잡한 알고리즘이 필요하지 않다. 입력의 범위가 제한적이므로 기본적인 구현으로도 문제를 해결할 수 있다.

C++ 코드와 설명

아래는 문제를 해결하기 위한 최적화된 C++ 코드이다. 이 코드는 빠른 입력 처리를 위해 ios::sync_with_stdio(false)와 cin.tie(0)을 사용하였다. 각 거래를 읽고, 예금 또는 출금에 따라 잔액을 업데이트하며, 출금 시 잔액이 –200 이하로 떨어지는지를 확인하여 적절한 출력을 한다.

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#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    ios::sync_with_stdio(false); // 빠른 입출력을 위해 동기화 해제
    cin.tie(0); // 입력과 출력을 분리하여 속도 향상

    long long balance, amount;
    char op;
    
    while(cin >> balance >> op >> amount){
        if(balance == 0 && op == 'W' && amount == 0){
            break; // 종료 조건
        }
        if(op == 'D'){
            balance += amount; // 예금 처리
            cout << balance << "\n";
        }
        else if(op == 'W'){
            if(balance - amount < -200){
                cout << "Not allowed\n"; // 출금 불가
            }
            else{
                balance -= amount; // 출금 처리
                cout << balance << "\n";
            }
        }
        // 유효하지 않은 연산 문자는 무시
    }
    
    return 0;
}

코드 설명

입출력 최적화:
- ios::sync_with_stdio(false)와 cin.tie(0)을 사용하여 C++의 표준 입출력 스트림을 최적화한다. 이는 입력 속도를 크게 향상시킨다.
변수 선언:
- balance: 현재 잔액을 저장하는 변수.
- op: 거래 유형을 나타내는 문자 (‘D’ 또는 ‘W’).
- amount: 거래 금액을 저장하는 변수.
반복문을 통한 거래 처리:
- while(cin >> balance >> op >> amount) 루프를 사용하여 거래를 하나씩 읽어들인다.
- 입력이 0 W 0일 경우 루프를 종료한다.
예금 처리:
- 거래 유형이 ‘D’인 경우, balance에 amount를 더하고 새로운 잔액을 출력한다.
출금 처리:
- 거래 유형이 ‘W’인 경우, 출금 후 잔액이 –200보다 작은지 확인한다.
- 만약 잔액이 –200보다 작아지면 “Not allowed"를 출력하고, 그렇지 않으면 balance에서 amount를 뺀 후 새로운 잔액을 출력한다.
출력:
- 각 거래 후의 잔액 또는 “Not allowed"를 출력하여 결과를 보여준다.

C++ without library 코드와 설명

아래는 C++에서 stdio.h와 malloc.h만을 사용하여 작성한 최적화된 코드이다. 이 코드는 C 스타일의 입출력을 사용하여 효율성을 높였다.

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#include <stdio.h>

int main(){
    long long balance, amount;
    char op;
    
    while(scanf("%lld %c %lld", &balance, &op, &amount) != EOF){
        if(balance == 0 && op == 'W' && amount == 0){
            break; // 종료 조건
        }
        if(op == 'D'){
            balance += amount; // 예금 처리
            printf("%lld\n", balance);
        }
        else if(op == 'W'){
            if(balance - amount < -200){
                printf("Not allowed\n"); // 출금 불가
            }
            else{
                balance -= amount; // 출금 처리
                printf("%lld\n", balance);
            }
        }
    }
    
    return 0;
}

코드 설명

입출력 처리:
- scanf와 printf를 사용하여 C 스타일의 입출력을 처리한다. 이는 C++의 cin과 cout보다 빠르며, 시간 제한이 엄격한 문제에서 유리하다.
변수 선언:
- balance: 현재 잔액을 저장하는 변수.
- op: 거래 유형을 나타내는 문자 (‘D’ 또는 ‘W’).
- amount: 거래 금액을 저장하는 변수.
반복문을 통한 거래 처리:
- while(scanf("%lld %c %lld", &balance, &op, &amount) != EOF) 루프를 사용하여 거래를 하나씩 읽어들인다.
- 입력이 0 W 0일 경우 루프를 종료한다.
예금 및 출금 처리:
- 거래 유형에 따라 예금 또는 출금을 처리하며, 출금 시 잔액이 –200 이하로 떨어지는지를 확인한다.
- 적절한 결과를 printf로 출력한다.

Python 코드와 설명

아래는 문제를 해결하기 위한 최적화된 Python 코드이다. Python의 간결한 문법을 사용하여 구현하였다.

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import sys

def main():
    for line in sys.stdin:
        balance, op, amount = line.strip().split()
        balance = int(balance)
        amount = int(amount)
        if balance == 0 and op == 'W' and amount == 0:
            break
        if op == 'D':
            balance += amount
            print(balance)
        elif op == 'W':
            if balance - amount < -200:
                print("Not allowed")
            else:
                balance -= amount
                print(balance)

if __name__ == "__main__":
    main()

코드 설명

입출력 처리:
- sys.stdin을 사용하여 표준 입력을 빠르게 처리한다. 이는 큰 입력을 처리할 때 유리하다.
입력 읽기 및 처리:
- for line in sys.stdin 루프를 사용하여 각 거래를 한 줄씩 읽어들인다.
- line.strip().split()을 통해 각 줄을 공백으로 분리하여 balance, op, amount를 추출한다.
- balance와 amount를 정수형으로 변환한다.
종료 조건 확인:
- 입력이 0 W 0일 경우 루프를 종료한다.
예금 및 출금 처리:
- 거래 유형이 ‘D’인 경우, balance에 amount를 더하고 새로운 잔액을 출력한다.
- 거래 유형이 ‘W’인 경우, 출금 후 잔액이 –200보다 작은지 확인한다. 조건을 만족하지 않으면 “Not allowed"를 출력하고, 그렇지 않으면 balance에서 amount를 빼고 새로운 잔액을 출력한다.

결론

이번 문제는 간단한 시뮬레이션과 구현 능력을 평가하는 문제였다. 주어진 거래들을 순서대로 처리하면서 조건을 충족하는지를 확인하는 방식으로 접근하였다. C++과 Python 모두에서 효율적인 입출력 처리를 통해 시간 제한을 만족시킬 수 있었으며, 특별한 자료 구조나 복잡한 알고리즘이 필요 없었다. 다만, 출금 시 잔액이 –200 이하로 떨어지는 조건을 정확히 처리하는 것이 중요하였다. 앞으로 유사한 구현 문제에서는 이러한 조건 검사를 정확히 구현하는 것이 핵심임을 다시 한번 확인할 수 있었다.

또한, C++에서는 ios::sync_with_stdio(false)와 cin.tie(0)을 사용하여 입출력을 최적화함으로써 더 빠르게 처리할 수 있었으며, Python에서는 sys.stdin을 사용하여 입력 속도를 향상시킬 수 있었다. 이러한 입출력 최적화 기법은 문제 해결 속도를 크게 향상시킬 수 있음을 다시 한번 느꼈다.