[DFS, BFS] 게임 맵 최단거리 - 프로그래머스
완전탐색 중 미로찾기 + 최단경로 유형의 문제. 방문처리를 True, False 대신 거리값으로 치환하는 풀이로 접근하자.
문제 설명 - 링크
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 | answer |
|---|---|
| [[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]] | 11 |
| [[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]] | -1 |
입출력 예 설명
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.
문제 풀이
도착지 자체를 찾아내는, 미로 찾기 형태의 문제에서 BFS를 이용한다면 모든 주위 탐색 후 전진하므로 도착 지점이 나왔을 시점이 바로 최단 거리라고 할 수 있다.
DFS는 정해진 방향으로 끝까지 도달한 뒤에 다시 이를 반복하는데, 어차피 도착지 자체를 찾아야 하는 완전탐색의 경우 BFS/DFS 두 방법으로 풀 수 있다.
하지만 이 문제는 출구는 늘 끝점으로 정해져 있지만, 최단 거리를 구해야 한다. 그래서 한 번만 탐색을 하면 끝나는 것이 아니라 최단 경로를 찾을 때까지 같은 곳을 계속 방문할 수 있어야 한다. 그래서 visited (방문 처리) 의 값을 True/False로 넣는다면 재탐색 시 방문 히스토리가 갱신되지 못한다.
처음 접근은 queue/stack 자체에 True/False로 이루어진 visited를 계속 넣어주어 경우에 따라 visited가 달라질 수 있도록 하는 것이다. 이 방법으로 정확성 테스트는 통과했지만, 연산 시간이 초과되고 말았다.
시간 초과를 극복하지 못하고 다른 사람의 풀이를 참고했는데, 최단 거리의 유형의 핵심은 visited 의 값을 boolean이 아닌 출발지로부터의 거리로 두고 탐색하며 갱신하는 것이다. 이렇게 visited 값을 완전탐색으로 갱신하면 고정된 도착점의 경우 해당 지점의 visited 숫자값을 정답으로 제출하면 된다.
결과는 시간 초과 없이 pass 했다.
풀이 코드
from collections import deque
dx = (-1, 1, 0, 0)
dy = (0, 0, -1, 1)
def solution(maps):
n = len(maps)
m = len(maps[0])
q = deque([])
dist = [[-1]*m for _ in range(n)]
q.append((0,0)) # x, y starting point
dist[0][0] = 1
while q:
x, y = q.popleft()
for i in range(4):
nx, ny = x + dx[i], y + dy[i]
if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
if maps[nx][ny] == 1:
if dist[nx][ny] == -1 or dist[x][y] + 1 < dist[nx][ny]:
dist[nx][ny] = dist[x][y] + 1
q.append((nx,ny))
return dist[n-1][m-1]