[백준] 13460번_구슬 탈출2 (Python/파이썬)

https://www.acmicpc.net/problem/13460

13460번: 구슬 탈출 2

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.

해결방법

1. 이 문제는 BFS(너비우선탐색)을 이용하여 풀어야 한다. -> 큐 자료구조를 이용하여 큐가 빌 때까지 진행한다.

2. 문제에 주어진 조건에 따라 count가 출력될 수도 있고, -1이 출력될 수도 있다.

  1 )  - 1이 출력되는 경우

        - 10번 이하로 공이 빠지지 않는 경우

        - 파란구슬과 빨간구슬이 동시에 혹은 파란구슬이 먼저 구멍에 빠지는 경우

 

3. 빨간 구슬과 파란 구슬에 대한 여러가지 경우의 수를 고려해야 한다.

  1 ) 빨간 구슬 혹은 파란 구슬이 벽 #에 닿았을 경우,

       - 왔던 길에서 다시 돌아와야 한다.

  2 ) 빨간 구슬 혹은 파란 구슬이 구멍에 위치할 경우

       - break 문으로 while문을 탈출한다.

  3 ) 빨간 구슬과 파란 구슬이 같은 위치에 있는 경우

       - 많이 움직인 구슬이 뒤에 위치하게 해야한다.

 

4. 마지막으로 구슬이 방문 했었는 지 확인한 후, 방문하지 않았다면 큐에 삽입하고 방문처리한다.

소스코드(Python)

from collections import deque
n, m = map(int, input().split())

graph = []
for i in range(n):
  graph.append(list(input()))

for i in range(n):
  for j in range(m):
    if graph[i][j] == 'R':
      rx, ry = i, j
    elif graph[i][j] == 'B':
      bx, by = i, j

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

def bfs(rx, ry, bx, by):
  q = deque()
  q.append((rx, ry, bx, by))
  visited = []
  visited.append((rx, ry, bx, by))
  count = 0
  while q:
    for _ in range(len(q)):
      print(q)
      rx, ry, bx, by = q.popleft()
      if count > 10:
        print(-1)
        return 
      if graph[rx][ry] == 'O':
        print(count)
        return
      for i in range(4):
        nrx, nry = rx, ry
        while True:
          nrx += dx[i]
          nry += dy[i]
          if graph[nrx][nry] == '#':
            nrx -= dx[i]
            nry -= dy[i]
            break
          if graph[nrx][nry] == 'O':
            break
            
        nbx, nby = bx, by
        while True:
          nbx += dx[i]
          nby += dy[i]
          if graph[nbx][nby] == '#':
            nbx -= dx[i]
            nby -= dy[i]
            break
          if graph[nbx][nby] == 'O':
            break
        if graph[nbx][nby] == 'O':
          continue
          
        if nrx == nbx and nry == nby:
          if abs(nrx - rx) + abs(nry - ry) > abs(nbx - bx) + abs(nby - by):
            nrx -= dx[i]
            nry -= dy[i]
          else:
            nbx -= dx[i]
            nby -= dy[i]
        if (nrx, nry, nbx, nby) not in visited:
          q.append((nrx, nry, nbx, nby))
          visited.append((nrx, nry, nbx, nby))
    count += 1
  print(-1)

bfs(rx, ry, bx, by)

 

처음 BFS로 접근했으나 여러가지 경우를 다 생각해내지 못해 다른 소스코드를 참고하여 문제를 해결하였다.

알고리즘이 생각나면 다음으로 모든 경우의 수를 생각해 차근차근 문제에 접근하는 연습이 필요할거 같다.