JAVA 백준 14888번 연산자 끼워넣기

문제

N개의 수로 이루어진 수열 A1, A2, ..., AN이 주어진다. 또, 수와 수 사이에 끼워넣을 수 있는 N-1개의 연산자가 주어진다. 연산자는 덧셈(+), 뺄셈(-), 곱셈(×), 나눗셈(÷)으로만 이루어져 있다.

우리는 수와 수 사이에 연산자를 하나씩 넣어서, 수식을 하나 만들 수 있다. 이때, 주어진 수의 순서를 바꾸면 안 된다.

예를 들어, 6개의 수로 이루어진 수열이 1, 2, 3, 4, 5, 6이고, 주어진 연산자가 덧셈(+) 2개, 뺄셈(-) 1개, 곱셈(×) 1개, 나눗셈(÷) 1개인 경우에는 총 60가지의 식을 만들 수 있다. 예를 들어, 아래와 같은 식을 만들 수 있다.

• 1+2+3-4×5÷6
• 1÷2+3+4-5×6
• 1+2÷3×4-5+6
• 1÷2×3-4+5+6

식의 계산은 연산자 우선 순위를 무시하고 앞에서부터 진행해야 한다. 또, 나눗셈은 정수 나눗셈으로 몫만 취한다. 음수를 양수로 나눌 때는 C++14의 기준을 따른다. 즉, 양수로 바꾼 뒤 몫을 취하고, 그 몫을 음수로 바꾼 것과 같다. 이에 따라서, 위의 식 4개의 결과를 계산해보면 아래와 같다.

• 1+2+3-4×5÷6 = 1
• 1÷2+3+4-5×6 = 12
• 1+2÷3×4-5+6 = 5
• 1÷2×3-4+5+6 = 7

N개의 수와 N-1개의 연산자가 주어졌을 때, 만들 수 있는 식의 결과가 최대인 것과 최소인 것을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 수의 개수 N(2 ≤ N ≤ 11)가 주어진다. 둘째 줄에는 A1, A2, ..., AN이 주어진다. (1 ≤ Ai ≤ 100) 셋째 줄에는 합이 N-1인 4개의 정수가 주어지는데, 차례대로 덧셈(+)의 개수, 뺄셈(-)의 개수, 곱셈(×)의 개수, 나눗셈(÷)의 개수이다. 

출력

첫째 줄에 만들 수 있는 식의 결과의 최댓값을, 둘째 줄에는 최솟값을 출력한다. 연산자를 어떻게 끼워넣어도 항상 -10억보다 크거나 같고, 10억보다 작거나 같은 결과가 나오는 입력만 주어진다. 또한, 앞에서부터 계산했을 때, 중간에 계산되는 식의 결과도 항상 -10억보다 크거나 같고, 10억보다 작거나 같다.

예제 입력 1 

2
5 6
0 0 1 0

예제 출력 1 

30
30

예제 입력 2 

3
3 4 5
1 0 1 0

예제 출력 2 

35
17

예제 입력 3 

6
1 2 3 4 5 6
2 1 1 1

예제 출력 3 

54
-24

알고리즘 분류

백트래킹(backtracking), 브루트포스 알고리즘(bruteforcing)

소스코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    static int[] arr;
    static char[] al;
    static boolean[] visited;
    static int resMax = Integer.MIN_VALUE;
    static int resMin = Integer.MAX_VALUE;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int N = Integer.parseInt(br.readLine());
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        arr = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            arr[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
        }
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int[] num = new int[4];
        int total = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            num[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            total += num[i];
        }
        al = new char[total];
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 0; j < num[i]; j++) {
                if (i == 0) {
                    al[index++] = '+';
                }
                if (i == 1) {
                    al[index++] = '-';
                }
                if (i == 2) {
                    al[index++] = '*';
                }
                if (i == 3) {
                    al[index++] = '/';
                }
            }
        }
        visited = new boolean[al.length];
        injection(0, 0);
        System.out.println(resMax);
        System.out.println(resMin);
    }

    public static int cals(int a, int b, char exp) {
        switch (exp) {
            case '+':
                return a + b;
            case '-':
                return a - b;
            case '*':
                return a * b;
            case '/':
                return a / b;
        }
        return 0;
    }

    public static void injection(int depth, int res) {
        if (depth == visited.length) {
            resMin = Math.min(res, resMin);
            resMax = Math.max(res, resMax);
            return;
        }
        for (int visIndex = 0; visIndex < visited.length; visIndex++) {
            if (depth == 0) {
                res = arr[depth];
            }
            if (!visited[visIndex]) {
                visited[visIndex] = true;
                injection(depth + 1, cals(res, arr[depth + 1], al[visIndex]));
                visited[visIndex] = false;
            }
        }
    }
}