[BOJ 4195] 친구 네트워크 (Java)

문제

민혁이는 소셜 네트워크 사이트에서 친구를 만드는 것을 좋아하는 친구이다. 우표를 모으는 취미가 있듯이, 민혁이는 소셜 네트워크 사이트에서 친구를 모으는 것이 취미이다.

어떤 사이트의 친구 관계가 생긴 순서대로 주어졌을 때, 두 사람의 친구 네트워크에 몇 명이 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

친구 네트워크란 친구 관계만으로 이동할 수 있는 사이를 말한다.

입력

첫째 줄에 테스트 케이스의 개수가 주어진다. 각 테스트 케이스의 첫째 줄에는 친구 관계의 수 F가 주어지며, 이 값은 100,000을 넘지 않는다. 다음 F개의 줄에는 친구 관계가 생긴 순서대로 주어진다. 친구 관계는 두 사용자의 아이디로 이루어져 있으며, 알파벳 대문자 또는 소문자로만 이루어진 길이 20 이하의 문자열이다.

출력

친구 관계가 생길 때마다, 두 사람의 친구 네트워크에 몇 명이 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

접근 방법

1. 입력에 따라 네트워크를 계속해서 이어나가야 합니다. 또한 네트워크 내부에 몇 명이 있는지 지속적으로 알아야 합니다.

2. 그래프 탐색으로 생각해봅시다. 네트워크를 구성하는것도 간단하고 BFS 혹은 DFS로 네트워크에 몇 명이 있는지 찾을 수 있습니다. 하지만 입력 조건을 보니 친구의 관계 수가 100,000 일 수 있습니다. 즉, 네트워크 인원을 세기 위해서 매번 탐색하게 되면 시간초과를 보게 될 것입니다.

3. 생각을 그래프에서 집합으로 전환해 봅시다. 연결된 집합을 관리하기 위한 자료구조인 분리집합(disjoint set)을 떠올릴 수 있습니다.

4. 부모를 기준으로 네트워크애 연결된 인원 수를 저장하고, 새롭게 이어줄 때(Union) 부모 위치만 사용하게 되므로 매번 탐색할 필요가 없기 때문에 문제의 요건을 충족시킬 수 있습니다!

⚠️주의할 점⚠️

• 테스트 케이스가 1개 이상이므로 index를 테스트마다 초기화 해줘야 합니다.
• 입력되는 친구의 이름이 모두 다른 이름일 수 있습니다. 그 경우 최대 disjoint set 배열 크기가 2 * f 가 됨에 유의해야 합니다.

소스 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class FriendNetwork {

    static int index;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int testCase = Integer.parseInt(br.readLine());

        for (int i = 0; i < testCase; i++) {
            index = -1;
            networking(sb, br);
        }

        System.out.println(sb);
        br.close();
    }

    public static void networking(StringBuilder sb, BufferedReader br) throws IOException {
        int f = Integer.parseInt(br.readLine());
        HashMap<Integer, Integer> networkMemNumberMap = new HashMap<>(); // 네트워크 내부의 인원들을 담은 맵
        HashMap<String, Integer> nameIndexMap = new HashMap<>(); // 이름 to 배열 index
        int[] disjointSet = new int[f * 2];

        // disjointSet init
        for (int i = 0; i < f * 2; i++) {
            disjointSet[i] = i;
            networkMemNumberMap.put(i, 1);
        }

        for (int i = 0; i < f; i++) {
            String[] input = br.readLine().split(" ");
            int index1 = inputNameIndexMap(nameIndexMap, input[0]);
            int index2 = inputNameIndexMap(nameIndexMap, input[1]);

            sb.append(union(index1, index2, disjointSet, networkMemNumberMap)).append('\n');
        }
    }

    public static int union(int i1, int i2, int[] disjointSet, Map<Integer, Integer> networkMemNumberMap) {
        i1 = find(i1, disjointSet);
        i2 = find(i2, disjointSet);

        if (i1 != i2) {
            int parent = Math.min(i1, i2);
            int child = Math.max(i1, i2);
            disjointSet[child] = parent;
            networkMemNumberMap.put(parent, networkMemNumberMap.get(parent) + networkMemNumberMap.get(child));
            networkMemNumberMap.remove(child);
            return networkMemNumberMap.get(parent);
        }
        return networkMemNumberMap.get(i1);
    }

    public static int find(int start, int[] disjointSet) {
        if (disjointSet[start] != start) {
            return disjointSet[start] = find(disjointSet[start], disjointSet);
        }
        return start;
    }

    public static int inputNameIndexMap(Map<String, Integer> map, String name) {
        if (!map.containsKey(name)) {
            map.put(name, ++index);
        }
        return map.get(name);
    }
}

결과