[파이썬 | BOJ | 13459, 13460] 구슬 탈출 1, 2

https://www.acmicpc.net/problem/13459

13459번: 구슬 탈출

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

13460번: 구슬 탈출 2

두 문제는 거의 같은 문제이므로 구슬 탈출 2 기준으로 설명한다.

 

 

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.

 

풀이

알고리즘 분류 : BFS

기본 아이디어는 빨간 구슬 및 파란 구슬을 상, 하, 좌, 우로 이동시키면서 BFS 탐색하는 것이다.

4가지 방향으로 모두 탐색하되, 빨간 구슬 및 파란 구슬이 똑같은 상황(이전에 나왔던 상황)을 visited로 체크해서 Queue에 넣어서 BFS를 수행한다. depth가 10을 초과하거나, 빨간 구슬이 구멍에 빠지게 되면 break를 하고, 파란 구슬이 구멍에 빠지게 되는 경우는 break가 아닌 continue를 통해 해당 경우의 수를 종료하면 된다.

 

그런데 빨간 구슬이 빠지고 나서 파란 구슬이 빠지는 경우가 있는데, 이는 빨간 구슬과 파란 구슬이 겹치게 되는 경우에는 이동 거리가 적은 구슬(늦게 해당 위치에 도착하게 되는 구슬)이 한칸 전 단계로 이동하게 되는 알고리즘을 수정해서, 빨간 구슬 및 파란 구슬이 구멍에 도착하면, 둘다 겹칠 수 있게 구현하면, 파란 구슬이 구멍에 들어가는 것을 검증하는 코드가 빨간 구슬이 구멍에 들어감을 검증하는 코드보다 위에 있으므로, 파란 구슬과 빨간 구슬이 둘 다 들어가게 되는 경우에는 파란 구슬이 먼저 처리되어서 continue되게 할 수 있었다.

 

처음 구현할때 빨간 구슬 visited와 파란 구슬 visited를 따로 2차원 배열로 두개를 구성했는데, 그러면 빨간 구슬 및 파란 구슬이 따로 체크가 되어서, 어느 구슬 하나만 원래 위치로 돌아와도 해당 움직임에 대한 BFS가 성립하지 않으므로, 

4차원 배열로 구성해야 한다.

 

 

 

import sys
from collections import deque
read = sys.stdin.readline
 
#상 하 좌 우
d = [[-1, 0], [1, 0], [0, -1], [0, 1]]
 
def move(rr, rc, br, bc, idx):
    rcount, bcount = 0, 0
 
    while True:
        nrr, nrc = rr + d[idx][0], rc + d[idx][1]
        if board[nrr][nrc] == '#':
            break
        rr, rc = nrr, nrc
        if board[nrr][nrc] == 'O':
            break
        rcount += 1
        
    while True:
        nbr, nbc = br + d[idx][0], bc + d[idx][1]
        if board[nbr][nbc] == '#':
            break
        br, bc = nbr, nbc
        if board[nbr][nbc] == 'O':
            break
        bcount += 1
 
    if rr == br and rc == bc:
        if rr == hole[0] and rc == hole[1]:
            return rr, rc, br, bc
        if rcount < bcount:
            br, bc = br - d[idx][0], bc - d[idx][1]
        else:
            rr, rc = rr - d[idx][0], rc - d[idx][1]
 
    return rr, rc, br, bc
 
def bfs(red, blue, depth):
    ans = 0
    q = deque()
    q.append([red, blue, depth])
    while q:
        red, blue, depth = q.popleft()
        rr, rc = red
        br, bc = blue
 
        #print(red, blue, depth)
        
        if depth > 10:
            break
        
        if br == hole[0] and bc == hole[1]:
            #print("blue hole")
            ans = -1
            continue
 
        if rr == hole[0] and rc == hole[1]:
            #print("red hole")
            if rr == br and rc == bc:
                #print("red blue hole")
                ans = -1
            ans = 1
            break
 
 
        for i in range(4):
            nrr, nrc, nbr, nbc = move(rr, rc, br, bc, i)
            #print(nrr, nrc, nbr, nbc)
            if not visited[nrr][nrc][nbr][nbc]:
                visited[nrr][nrc][nbr][nbc] = True
                q.append([[nrr, nrc], [nbr, nbc], depth+1])
    
    # 구슬 탈출 1
    if ans == -1 or depth >= 11:
        print(0)
    elif ans == 1:
        print(1)
    else:
        print(0)
 
    # 구슬 탈출 2
    if depth >= 11:
        print(-1)
    elif ans == 1:
        print(depth)
    else:
        print(-1)
 
R, C = map(int, read().split())
board = []
 
for _ in range(R):
    board.append(read().replace('\n', ''))
 
blue = [0, 0]
red = [0, 0]
hole = [0, 0]
 
for i in range(R):
    for j in range(C):
        if board[i][j] == 'B':
            blue[0] = i
            blue[1] = j
        if board[i][j] == 'R':
            red[0] = i
            red[1] = j
        if board[i][j] == 'O':
            hole[0] = i
            hole[1] = j    
 
visited = [[[[False] * C for _ in range(R)] for _ in range(C)] for _ in range(R)]
 
bfs(red, blue, 0)