[알고리즘] 프로그래머스 - 게임 맵 최단거리(Python)

코딩테스트 연습 - 게임 맵 최단거리 | 프로그래머스 스쿨 (programmers.co.kr)

프로그래머스

* 문제 설명

ROR 게임은 두 팀으로 나누어서 진행하며, 상대 팀 진영을 먼저 파괴하면 이기는 게임입니다. 따라서, 각 팀은 상대 팀 진영에 최대한 빨리 도착하는 것이 유리합니다.

지금부터 당신은 한 팀의 팀원이 되어 게임을 진행하려고 합니다. 다음은 5 x 5 크기의 맵에, 당신의 캐릭터가 (행: 1, 열: 1) 위치에 있고, 상대 팀 진영은 (행: 5, 열: 5) 위치에 있는 경우의 예시입니다.

위 그림에서 검은색 부분은 벽으로 막혀있어 갈 수 없는 길이며, 흰색 부분은 갈 수 있는 길입니다. 캐릭터가 움직일 때는 동, 서, 남, 북 방향으로 한 칸씩 이동하며, 게임 맵을 벗어난 길은 갈 수 없습니다.
아래 예시는 캐릭터가 상대 팀 진영으로 가는 두 가지 방법을 나타내고 있습니다.

• 첫 번째 방법은 11개의 칸을 지나서 상대 팀 진영에 도착했습니다.

• 두 번째 방법은 15개의 칸을 지나서 상대팀 진영에 도착했습니다.

위 예시에서는 첫 번째 방법보다 더 빠르게 상대팀 진영에 도착하는 방법은 없으므로, 이 방법이 상대 팀 진영으로 가는 가장 빠른 방법입니다.

만약, 상대 팀이 자신의 팀 진영 주위에 벽을 세워두었다면 상대 팀 진영에 도착하지 못할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 경우에 당신의 캐릭터는 상대 팀 진영에 도착할 수 없습니다.

게임 맵의 상태 maps가 매개변수로 주어질 때, 캐릭터가 상대 팀 진영에 도착하기 위해서 지나가야 하는 칸의 개수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 상대 팀 진영에 도착할 수 없을 때는 -1을 return 해주세요.

* 제한사항

• maps는 n x m 크기의 게임 맵의 상태가 들어있는 2차원 배열로, n과 m은 각각 1 이상 100 이하의 자연수입니다.
  • n과 m은 서로 같을 수도, 다를 수도 있지만, n과 m이 모두 1인 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
• maps는 0과 1로만 이루어져 있으며, 0은 벽이 있는 자리, 1은 벽이 없는 자리를 나타냅니다.
• 처음에 캐릭터는 게임 맵의 좌측 상단인 (1, 1) 위치에 있으며, 상대방 진영은 게임 맵의 우측 하단인 (n, m) 위치에 있습니다.

* 입출력 예

maps = [[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,1],[0,0,0,0,1]]	answer = 11
maps = [[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,0],[0,0,0,0,1]]	answer = -1

입출력 예 #1
주어진 데이터는 다음과 같습니다.

캐릭터가 적 팀의 진영까지 이동하는 가장 빠른 길은 다음 그림과 같습니다.

따라서 총 11칸을 캐릭터가 지나갔으므로 11을 return 하면 됩니다.

입출력 예 #2
문제의 예시와 같으며, 상대 팀 진영에 도달할 방법이 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

 

* 풀이

전형적인 dfs, bfs 문제이다. 캐릭터의 초기 위치 (0, 0)부터 (n - 1, m - 1)까지 가기 위해서는 동, 서, 남, 북 방향으로 한칸씩 이동해야 한다. (0, 0)에서 (n - 1, m - 1)까지 이동하면서 벽이 존재하는 곳은 피하고, 존재하지 않는 곳을 지나면서 최소 거리를 계산해야 한다. 이를 위해서 인접한 길부터 탐색하는 bfs를 활용하는 것이 제일 나은 방법이라고 필자는 생각하였다. x, y 좌표를 통해 이동하므로, x좌표와 y좌표가 갈 수 있는 네 방향(dx, dy)을 정의하고, deque를 활용한 bfs를 통해 (0, 0)부터 순회를 시작한다. 좌표를 벗어나는 경우((0, 0) 또는 (n - 1, m - 1) 내를 벗어난 경우) 반복문을 건너뛸 수 있게 하고, 순회를 하면서 0을 만난 경우(벽으로 막혀 있는 경우) 이 역시 반복문을 건너뛸 수 있게 한다. 순회를 하면서 1을 만난 경우에는 기존의 좌표에 저장되어 있는 값에 1씩 증가시켜주면서 지나면 된다. (n - 1, m - 1)까지 가면서 벽으로 막혀 있어 아예 목표지점까지 갈 수 없는 경우(graph[n - 1][m - 1]을 return 했는데 1의 결과가 나오는 경우)에는 -1을 return해주면 풀이는 완료된다. 다음은 풀이 코드이다.

from collections import deque

def bfs(x, y, graph, n, m) :
    dx = [1, -1, 0, 0]
    dy = [0, 0, 1, -1]

    queue = deque()
    queue.append((x, y))

    while queue :
        x, y = queue.popleft()

        for i in range(4) :
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]

            if nx < 0 or ny < 0 or nx >= n or ny >= m:
                continue

            if graph[nx][ny] == 0 :
                continue

            if graph[nx][ny] == 1 :
                graph[nx][ny] = graph[x][y] + 1
                queue.append((nx, ny))

    return graph[n - 1][m - 1]

def solution(maps):
    answer = 0
    n = len(maps)
    m = len(maps[0])
    answer = bfs(0, 0, maps, n, m)

    if answer == 1 :
        answer = -1

        return answer

    else :
        return answer