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알고리즘/Solving

[BOJ 13460 파이썬] 구슬 탈출 2 구현 + BFS

by 베어 그릴스 2022. 8. 6.
320x100

✅ 난이도 골드1 ✅

 

문제

스타트링크에서 판매하는 어린이용 장난감 중에서 가장 인기가 많은 제품은 구슬 탈출이다. 구슬 탈출은 직사각형 보드에 빨간 구슬과 파란 구슬을 하나씩 넣은 다음, 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼내는 게임이다.

보드의 세로 크기는 N, 가로 크기는 M이고, 편의상 1×1크기의 칸으로 나누어져 있다. 가장 바깥 행과 열은 모두 막혀져 있고, 보드에는 구멍이 하나 있다. 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 보드에서 1×1크기의 칸을 가득 채우는 사이즈이고, 각각 하나씩 들어가 있다. 게임의 목표는 빨간 구슬을 구멍을 통해서 빼내는 것이다. 이때, 파란 구슬이 구멍에 들어가면 안 된다.

이때, 구슬을 손으로 건드릴 수는 없고, 중력을 이용해서 이리 저리 굴려야 한다. 왼쪽으로 기울이기, 오른쪽으로 기울이기, 위쪽으로 기울이기, 아래쪽으로 기울이기와 같은 네 가지 동작이 가능하다.

각각의 동작에서 공은 동시에 움직인다. 빨간 구슬이 구멍에 빠지면 성공이지만, 파란 구슬이 구멍에 빠지면 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬이 동시에 구멍에 빠져도 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬은 동시에 같은 칸에 있을 수 없다. 또, 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 한 칸을 모두 차지한다. 기울이는 동작을 그만하는 것은 더 이상 구슬이 움직이지 않을 때 까지이다.

보드의 상태가 주어졌을 때, 최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 번째 줄에는 보드의 세로, 가로 크기를 의미하는 두 정수 N, M (3 ≤ N, M ≤ 10)이 주어진다. 다음 N개의 줄에 보드의 모양을 나타내는 길이 M의 문자열이 주어진다. 이 문자열은 '.', '#', 'O', 'R', 'B' 로 이루어져 있다. '.'은 빈 칸을 의미하고, '#'은 공이 이동할 수 없는 장애물 또는 벽을 의미하며, 'O'는 구멍의 위치를 의미한다. 'R'은 빨간 구슬의 위치, 'B'는 파란 구슬의 위치이다.

입력되는 모든 보드의 가장자리에는 모두 '#'이 있다. 구멍의 개수는 한 개 이며, 빨간 구슬과 파란 구슬은 항상 1개가 주어진다.

출력

최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 출력한다. 만약, 10번 이하로 움직여서 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 없으면 -1을 출력한다.

 

 

예제 입력 1

5 5
#####
#..B#
#.#.#
#RO.#
#####

예제 출력 1

1

예제 입력 2

7 7
#######
#...RB#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

예제 출력 2

5

예제 입력 3

7 7
#######
#..R#B#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

예제 출력 3

5

예제 입력 4

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.#.#..#
#...#.O#.#
##########

예제 출력 4

-1

예제 입력 5

3 7
#######
#R.O.B#
#######

예제 출력 5

1

예제 입력 6

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.##...#
#O..#....#
##########

예제 출력 6

7

예제 입력 7

3 10
##########
#.O....RB#
##########

예제 출력 7

-1

 

 

풀이


생각의 어려움은 없었던 문제였지만, 정말 빡구현 + BFS 였던 문제이다.

빡구현의 특징이 예외를 잘 고려해야한다는 점인데,

만약 한쪽 방향으로 움직일 땐, 그 방향 쪽에 더 가까운 구슬부터 움직여야 하고, 또 파란 공이 구멍에 들어가면 해당 탐색을 무효시키는 등 예외를 고려하는게 까다로웠다.

 

나는 구슬이 움직이는 좌표들만 정해서, 다른 구슬의 좌표와 구멍의 좌표와 비교하여 구슬을 움직여주었다.

(따로 보드의 변경 X)

 

움직인 좌표를 queue에 저장하고, 해당 지점들로부터 또 똑같이 4방향으로 탐색하는 전형적인 BFS이지만, 빡쎈 구현이 추가된 느낌이었다. 

 

함수로 어떻게 조금 더 간단하게 만들 수 있었을 것 같은데, 나는 귀찮아서 그냥 전부 코드를 주우욱 써버렸다.

리팩토링 불가한 코드인 듯..

 

파이썬으로 400줄 넘게 나온거 같은데, 다른 언어였으면 더 끔찍하다.

뭔가 더 짧게 짜는 방법이 있으려나.. 더 고민해봐야겠다.

 

 


from collections import deque
import sys

N, M = map(int,sys.stdin.readline().rstrip().split())

board = [list(sys.stdin.readline().rstrip()) for _ in range(N)]

b_location = (-1,-1)
r_location = (-1,-1)
g_location = (-1,-1)



for y in range(N):
    for x in range(M):
        if board[y][x] == "B":
            b_location = (y,x)
        elif board[y][x] == "R":
            r_location = (y,x)
        elif board[y][x] == "O":
            g_location = (y,x)

dx = [1,0,-1,0]
dy = [0,1,0,-1]

def left(y,x,dy,dx):
    
    while True:
        
        x = x-1

        if (dy == y and x == dx) or x < 1 or board[y][x] == "#":
            x = x + 1 
            break

        if M-2 > x > 0 and board[y][x] == "O":
            return (-1,-1)
    
    return y,x

def right(y,x,dy,dx):
    
    while True:
        
        x = x+1
        if (dy == y and x == dx) or x > M-1  or board[y][x] == "#":
            x = x-1
            break
        if M-1 > x > 0 and board[y][x] == "O":
            return (-1,-1)
    
    return y,x

def top(y,x,dy,dx):
    
    while True:
        
        y = y - 1
        if (dy == y and x == dx) or y < 1  or board[y][x] == "#":
            y = y + 1
            break
        if N-1 > y > 0 and board[y][x] == "O":
            return (-1,-1)
    
    return y,x

def bottom(y,x,dy,dx):
    
    while True:
        
        y = y + 1
        if (dy == y and x == dx) or y > N-1 or board[y][x] == "#":
            y = y-1
            break

        if N-1 > y > 0 and board[y][x] == "O":
            return (-1,-1)
    
    return y,x

def bfs():
    queue = deque()
  
    queue.append((b_location,r_location))
    queue.append(-1)
    answer = 1
    visited = [[[[False for _ in range(M)]for __ in range(N)]for _ in range(M)]for __ in range(N)]
    visited[b_location[0]][b_location[1]][r_location[0]][r_location[1]] = True

   

    while queue:
        temp = queue.popleft()
        if answer > 10:
            print(-1)
            exit()

        if temp == -1:
            if queue:
                queue.append(-1)
                answer += 1
            else:
                return
        else:
            if answer > 10:
                print(-1)
                return
            b_y = temp[0][0]
            b_x = temp[0][1]
            r_y = temp[1][0]
            r_x = temp[1][1]
         
            for i in range(4):
                #왼쪽 -> y가 같으면 x가 작은 애부터 옮겨야함
                if i == 0:
                    if r_y == b_y:
                        if b_x < r_x:

                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = left(b_y,b_x,r_x,r_y)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                pass
                            else:
                                b_check = True

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = left(r_y,r_x,b_y_1,b_x_1)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

                        else:
                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = left(r_y,r_x,b_y,b_x)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = left(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                    else:
                        b_check = False
                        r_check = False

                        board[r_y][r_x] = "."
                        r_y_1,r_x_1 = left(r_y,r_x,b_y,b_x)
                        if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                            board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                        else:
                            r_check = True

                        board[b_y][b_x] = "."
                        b_y_1,b_x_1 = left(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                        if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                            board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                        else:
                            b_check = True
                            
                        # r만 들어왔을때
                        if not b_check and r_check:
                            print(answer)
                            exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                        elif not b_check and not r_check:
                            if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

                #아래로 y좌표가 더 큰애가 먼저 실행되어야함
                elif i == 1:
                    if r_x == b_x:
                        if b_y > r_y:

                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = bottom(b_y,b_x,r_y,r_x)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = bottom(r_y,r_x,b_y_1,b_x_1)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

                        else:
                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = bottom(r_y,r_x,b_y,b_x)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = bottom(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                    else:
                        b_check = False
                        r_check = False

                        board[r_y][r_x] = "."
                        r_y_1,r_x_1 = bottom(r_y,r_x,b_y,b_x)
                        if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                            board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                        else:
                            r_check = True

                        board[b_y][b_x] = "."
                        b_y_1,b_x_1 =  bottom(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                        if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                            board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                        else:
                            b_check = True

                            
                            # r만 들어왔을때
                        if not b_check and r_check:
                            print(answer)
                            exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                        elif not b_check and not r_check:
                            if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                
                #오른쪽
                elif i == 2:
                    if r_y == b_y:
                        if b_x > r_x:

                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = right(b_y,b_x,r_y,r_x)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = right(r_y,r_x,b_y_1,b_x_1)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

                        else:
                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = right(r_y,r_x,b_y,b_x)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = right(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                    else:
                        b_check = False
                        r_check = False

                        board[b_y][b_x] = "."
                        b_y_1,b_x_1 = right(b_y,b_x,r_y,r_x)
                        if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                            board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                        else:
                            b_check = True

                        board[r_y][r_x] = "."
                        r_y_1,r_x_1 = right(r_y,r_x,b_y_1,b_x_1)
                        if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                            board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                        else:
                            r_check = True
                            
                        # r만 들어왔을때
                        if not b_check and r_check:
                            print(answer)
                            exit()
                        #둘다 안들어왔을 때
                        elif not b_check and not r_check:
                            if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                
                #위로
                elif i == 3:
                    if r_x == b_x:
                        if b_y < r_y:

                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = top(b_y,b_x,r_y,r_x)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = top(r_y,r_x,b_y_1,b_x_1)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

                        else:
                            b_check = False
                            r_check = False

                            board[r_y][r_x] = "."
                            r_y_1,r_x_1 = top(r_y,r_x,b_y,b_x)
                            if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                                board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                            else:
                                r_check = True

                            board[b_y][b_x] = "."
                            b_y_1,b_x_1 = top(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                            if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                                board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                            else:
                                b_check = True

                            
                            
                            # r만 들어왔을때
                            if not b_check and r_check:
                                print(answer)
                                exit()
                            #둘다 안들어왔을 때
                            elif not b_check and not r_check:
                                if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                    visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                    queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))
                    else:
                        b_check = False
                        r_check = False

                        board[r_y][r_x] = "."
                        r_y_1,r_x_1 = top(r_y,r_x,b_y,b_x)
                        if r_y_1 != -1 and r_x_1 != -1:
                            board[r_y_1][r_x_1] = "R"
                        else:
                            r_check = True

                        board[b_y][b_x] = "."
                        b_y_1,b_x_1 = top(b_y,b_x,r_y_1,r_x_1)
                        if b_y_1 != -1 and b_x_1 != -1:
                            board[b_y_1][b_x_1] = "B"
                        else:
                            b_check = True

                            
                            
                        # r만 들어왔을때
                        if not b_check and r_check:
                            print(answer)
                            exit()
                        #둘다 안들어왔을 때
                        elif not b_check and not r_check:
                            if not visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1]:
                                visited[b_y_1][b_x_1][r_y_1][r_x_1] = True
                                queue.append(((b_y_1,b_x_1),(r_y_1,r_x_1)))

bfs()
print(-1)

 

풀긴 했지만.. 엄청난 코드의 양이 날 슬프게 만들었다.

 

조금 더 좋은 방법이 있다면, 댓글 부탁드립니다😥

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