백준 11279번. 최대 힙 (Python / 파이썬)

문제

널리 잘 알려진 자료구조 중 최대 힙이 있다. 최대 힙을 이용하여 다음과 같은 연산을 지원하는 프로그램을 작성하시오.
1. 배열에 자연수 x를 넣는다.
2. 배열에서 가장 큰 값을 출력하고, 그 값을 배열에서 제거한다.
프로그램은 처음에 비어있는 배열에서 시작하게 된다.

입력

첫째 줄에 연산의 개수 N(1 ≤ N ≤ 100,000)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 연산에 대한 정보를 나타내는 정수 x가 주어진다. 만약 x가 자연수라면 배열에 x라는 값을 넣는(추가하는) 연산이고, x가 0이라면 배열에서 가장 큰 값을 출력하고 그 값을 배열에서 제거하는 경우이다. 입력되는 자연수는 2^31보다 작다.

출력

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

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문제 풀이 

최대 힙을 이용하여 주어진 연산을 지원하는 프로그램을 작성하는 문제이다. 

정수 x를 입력 받았을 때, 만약 x가 자연수라면 배열에 x라는 값을 넣는 연산을 수행하고, 

x가 0이라면 배열에서 가장 큰 값을 출력하고 그 값을 배열에서 제거한다. 

 

이처럼 연산에 대한 설명을 보면 최대 힙 자료구조를 사용해야 한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 

파이썬은 heapq 라이브러리를 제공하는데, 이때 제공되는 힙 자료구조는 최소 힙 (Min heap) 이다.

최소 힙은 가장 작은 원소를 루트 노드에 저장하므로 원소를 제거할 때마다 

저장되어 있는 원소들 중 가장 작은 값을 제거해준다. 

 

하지만 문제에서는 가장 작은 값이 아닌 가장 큰 값을 출력하라고 되어있다. 

따라서 최대 힙 (Max heap)을 사용하기 위해서는 

원소에 모두 - 부호를 붙여 저장해주면 된다. 

파이썬에서 제공하는 heapq 라이브러리는 최소 힙이므로 원소에 모두 - 부호를 붙여 저장하면 

가장 작은 원소를 루트 노드에 저장할 것이고, 여기서 - 부호를 다시 제거하면 

결국 가장 큰 원소를 루트 노드에 저장하게 되는 것이다. 

 

이러한 방법을 통해 최대 힙을 이용하여 문제에서 제시된 연산을 수행해주었다. 

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My Code

import heapq 
import sys
input = sys.stdin.readline 

n = int(input()) # 연산의 개수 

q = [] 
for _ in range(n):
    x = int(input()) 
    
    # x가 0일 때
    if x == 0:
        # 배열이 비어있는 경우 0출력
        if len(q) == 0:
            print(0)
        # 배열이 비어있지 않은 경우 가장 큰 값 출력
        else:
            num = heapq.heappop(q)
            print(-num)
    # x가 자연수일 때
    else:
        # 배열에 x를 삽입
        heapq.heappush(q, -x)