[ 백준-13460번 / ] 구슬 탈출2 (삼성기출)

1. 문제

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13460번: 구슬 탈출 2

구슬 탈출 2

시간 제한메모리 제한제출정답맞은 사람정답 비율

2 초

512 MB

31475

8747

4686

25.213%

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 복사

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

예제 출력 1 복사

1

예제 입력 2 복사

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

예제 출력 2 복사

5

 

 

 

 

 

2. 소스코드

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1회차 - 20/03/16

 

- 배열의 값을 복사해서 사용함. 구조체로 넘기면, 배열을 값으로 전달할 수 있음을 몰랐음.

- 구슬의 이동을 배열에 직접 저장하지 않는 방법이, 코드도 간결하고 효율적이다.

 

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cstring>
#pragma warning (disable : 4996);
using namespace std;

const int probSize = 10;
int n, m, cnt;
int ans = 11;
char map[probSize][probSize];
int dy[] = {-1,1,0,0};
int dx[] = {0,0,-1,1};

struct Info{
	int RposY;
	int RposX;
	int BposY;
	int BposX;
	bool Rfall;
	bool Bfall;
	int preDir;
};

Info Moving(char copyMap[][probSize], Info info, int idx) {
	
	while (true) {
		int moved = 0;
		if (!info.Rfall) {
			int ny = info.RposY + dy[idx];
			int nx = info.RposX + dx[idx];
			if (copyMap[ny][nx] == 'O') {
				copyMap[info.RposY][info.RposX] = '.';
				info.Rfall = true;
			}
			else if (copyMap[ny][nx] == '.') {
				copyMap[ny][nx] = 'R';
				copyMap[info.RposY][info.RposX] = '.';
				info.RposY = ny;
				info.RposX = nx;
				moved++;
			}
		}
		if (!info.Bfall) {
			int ny = info.BposY + dy[idx];
			int nx = info.BposX + dx[idx];
			if (copyMap[ny][nx] == 'O') {
				copyMap[info.BposY][info.BposX] = '.';
				info.Bfall = true;
			}
			else if (copyMap[ny][nx] == '.') {
				copyMap[ny][nx] = 'B';
				copyMap[info.BposY][info.BposX] = '.';
				info.BposY = ny;
				info.BposX = nx;
				moved++;
			}
		}
		if (!moved) break;
	}
	return info;
}

void dfs(char inputMap[][probSize], Info info, int depth) {
	char copyMap[probSize][probSize];
	memcpy(copyMap, inputMap, sizeof(copyMap));
    
      /*if (info.Rfall && !info.Bfall) {
		if	(ans > cnt) ans = cnt;
		return;
	}
	if (!info.Rfall && info.Bfall) {
		return;
	}
	*/
      if (info.Bfall) {
		return;
	}
      if (info.Rfall) {
		if(ans > cnt) ans = cnt;
		return;
	}
	if (depth > 10) return;
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		if (info.preDir == i) continue;
		cnt++;
		Info nextInfo;
		nextInfo = Moving(copyMap, info, i);
		nextInfo.preDir = i;
		dfs(copyMap, nextInfo, depth + 1);
		memcpy(copyMap, inputMap, sizeof(copyMap));
		cnt--;
	}
}

int main() {
	Info info;
	info.Rfall = false;
	info.Bfall = false;

	scanf("%d %d", &n, &m);
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		for (int j = 0; j < m; j++) {
			scanf(" %c", &map[i][j]);
			if (map[i][j] == 'R') {
				info.RposY = i;
				info.RposX = j;
			}
			if (map[i][j] == 'B') {
				info.BposY = i;
				info.BposX = j;
			}				
		}
	}
	info.preDir = -1;
	dfs(map, info, 1);
	if (ans == 11) printf("-1");
	else printf("%d", ans);
	return 0;
}

 

 

2회차 - 20/05/04

 

- 배열을 넘기지 않았는데도, 오히려 메모리 사용량이 1회차 때 비해 늘었다. 1112KB -> 1984KB. <iostream>을 사용해서 였다. <cstdio>를 이용해 입출력을 하니 메모리 사용량이 1112KB로 줄었다.

- 이전 방향의 역방향으로 움직이는 경우, 이미 정답보다 큰 시도 횟수를 갖는 경우. 2가지의 백트래킹을 추가했으나 시간은 8ms로 동일했다. 0ms가 나올려면 다른 부분을 고쳐야 하는 것 같다.

- 빨간공/파란공이 서로 간섭하는 걸 단순히 2번씩 움직여보는 걸로 구현함.

- 예상 시간 복잡도 

 (1) 입력 : O(N^2)   [ N,M <= 10]

 (2) DFS

   최악의 경우는 정답을 찾지 못하는 경우.

   2-1) dfs 호출 횟수 : 4 x 2^9 (처음에는 4방향 모두가능,  두 번째 부터는 이전방향, 역방향 금지로 2방향만 가능)

   2-2) 공 이동 2회 반복 : 최악의 경우 max(n,m)-2칸 이동.  

 

예상 총 시간 복잡도 : (1) + (2-1) x 2 x (2-2)

O(N^2) + O( (4x2^9) x 2(N - 2) )  = O(N^2) + O(N) = O(N(N+1))

 

 

소스코드

#pragma warning (disable : 4996)
#include<cstdio>
#define HOLE -1
int n, m, ans = 11, rX, rY, bX, bY, holeX, holeY;
int dx[] = { 1,0,-1,0 };
int dy[] = { 0,-1,0,1 };
char map[10][10];

int inverseDir(int dir) {
    if (dir % 2 != 0) return dir + 2;
    else return dir - 2;
}

bool isCanMove(int nx, int ny) {
    if (nx > 0 and ny > 0 and nx < n - 1 and ny < m - 1 and map[nx][ny] != '#')
        return true;
    return false;
}

void dfs(int rX, int rY, int bX, int bY, int depth, int prevDir) {


    if (depth - 1 >= ans) return; //백트래킹 이미 정답과 같거나 더 큰 경우

    if (bX == HOLE and bY == HOLE) { //파랑이 구멍에 빠진경우
        return;
    }
    else if (rX == HOLE and rY == HOLE) { //빨강만 구멍에 빠진 경우
        ans = ans > depth - 1 ? depth - 1 : ans;
        return;
    }

    if (depth > 10) { // 10번해도 불가능한 경우
        return;
    }
    for (int dir = 0; dir < 4; ++dir) { // 4방향 움직임 ->dfs
        if (dir == prevDir) continue; // 이전 방향과 같다면 skip
        if (dir == inverseDir(dir)) continue; // 이전 방향과 반대 방향이라면 skip
        int nRx = rX, nRy = rY;
        int nBx = bX, nBy = bY;
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            while (!(nRx == HOLE and nRy == HOLE))//빨강 움직임.
            {
                if (nRx == holeX and nRy == holeY) {// 홀위치로 간경우
                    nRx = HOLE;  nRy = HOLE;// -1 -1을 대입한다.
                    break;
                }
                else if (isCanMove(nRx + dx[dir], nRy + dy[dir])
                    and !(nRx + dx[dir] == nBx and nRy + dy[dir] == nBy)) {
                    //범위내에 포함되고 파란공 위치도 아닌 경우
                    nRx += dx[dir]; nRy += dy[dir];
                }
                else break; // 움직이지 못하는 경우 stop
            }//end while true

            while (!(nBx == HOLE and nBy == HOLE)) //파랑 움직임.
            {
                if (nBx == holeX and nBy == holeY) {
                    nBx = HOLE; nBy = HOLE;
                    break;
                }
                if (isCanMove(nBx + dx[dir], nBy + dy[dir])
                    and !(nBx + dx[dir] == nRx and nBy + dy[dir] == nRy)) {
                    //범위내에 포함되고 빨간공 위치도 아닌 경우
                    nBx += dx[dir]; nBy += dy[dir];
                }
                else break; // 움직이지 못하는 경우 stop
            }//end while true
        }// end for j 2번 반복하세요.
        dfs(nRx, nRy, nBx, nBy, depth + 1, dir);
    }//end for i
}

int main()
{
    scanf("%d %d", &n, &m);// col row입력
    for (int i = 0; i < n; ++i) {// map 입력
        for (int j = 0; j < m; ++j) {
            scanf(" %c", &map[i][j]);
            if (map[i][j] == 'R') {
                rX = i; rY = j;
            }
            else if (map[i][j] == 'B') {
                bX = i; bY = j;
            }
            else if (map[i][j] == 'O') {
                holeX = i; holeY = j;
            }
        }
    }

    dfs(rX, rY, bX, bY, 1, -1);
    if (ans == 11) printf("-1");
    else printf("%d", ans);
    return 0;
}