[ baekjoon ] 2178. 미로탐색 - BFS

문제

N×M크기의 배열로 표현되는 미로가 있다.
1 0 1 1 1 1
1 0 1 0 1 0
1 0 1 0 1 1
1 1 1 0 1 1
미로에서 1은 이동할 수 있는 칸을 나타내고, 0은 이동할 수 없는 칸을 나타낸다. 이러한 미로가 주어졌을 때, (1, 1)에서 출발하여 (N, M)의 위치로 이동할 때 지나야 하는 최소의 칸 수를 구하는 프로그램을 작성하시오. 한 칸에서 다른 칸으로 이동할 때, 서로 인접한 칸으로만 이동할 수 있다.

위의 예에서는 15칸을 지나야 (N, M)의 위치로 이동할 수 있다. 칸을 셀 때에는 시작 위치와 도착 위치도 포함한다.

입력

첫째 줄에 두 정수 N, M(2 ≤ N, M ≤ 100)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 M개의 정수로 미로가 주어진다. 각각의 수들은 붙어서 입력으로 주어진다.

출력

첫째 줄에 지나야 하는 최소의 칸 수를 출력한다. 항상 도착위치로 이동할 수 있는 경우만 입력으로 주어진다.

문제 분석

최단 경로 문제(코딩 테스트에서 자주 나옴)
-> 최단거리 경로는 BFS(Breath-First Search) 이용

BFS

그래프 전체를 탐색하는 방법 중 하나로써, 루트 노드에서 시작해서 인접한 노드를 먼저 탐색하는 방법.
시작 정점으로부터 가까운 정점을 먼저 방문하고, 멀리 떨어져 있는 정점은 나중에 방문 -> 노드를 넓게 탐색
구현은 주로 Queue를 이용(enqueue, dequeue)

장점

• 노드의 수가 적고, 깊이가 얕을 때 빠름
• 단순 검색 속도가 DFS보다 빠름
• 너비를 우선 탐색하기 때문에, 답이 되는 경로가 여러 개인 경우에도 최단 경로임을 보장
• 최단 경로가 존재하면, 어느 한 경로가 무한히 깊어진다 해도 최단 경로를 찾을 수 있음

import java.util.*;

// 좌표 클래스
class Pos{
    int row, col;
    public Pos(int row, int col){
        this.col = col;
        this.row = row;
    }
}

public class baekjoon2178_maze {

    static int rowNum, colNum; //  모든 메서드에서 접근 가능하도록 선언
    static int[][] visited;

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        // 상하좌우 이동 배열
        int[] xArr = {-1, 0, 1, 0};
        int[] yArr = {0, 1, 0, -1};

        rowNum = sc.nextInt();
        colNum = sc.nextInt();

        visited  = new int[rowNum][colNum];
        int i, j;

        int[][] mat = new int[rowNum][colNum];

        for(i = 0; i < rowNum; i++) {
            String input = sc.next();
            for (j = 0; j < colNum; j++) {
                mat[i][j] = Integer.parseInt(input.substring(j, j+1));
                // == input.charAt(j) - '0' 
            }
        }

        Deque<Pos> deque = new LinkedList<>();
        // 큐 선언
        // 좌표클래스(Pos)를 enqueue, dequeue 수행
        
        visited[0][0] = 1; // 시작점은 방문 처리
        deque.add(new Pos(0, 0));

        Pos pos;
        while(!deque.isEmpty()){
            pos = deque.poll(); // dequeue
            int row = pos.row;
            int col = pos.col;
            for(i = 0; i < 4; i++){ // 상하좌우 좌표 확인
                int x = row + xArr[i];
                int y = col + yArr[i];

                if(checkRange(x, y, mat)){ // 방문하지 않았고, 범위 안이면
                    deque.addLast(new Pos(x, y)); // enqueue
                    visited[x][y] = visited[row][col] + 1;
                }
            }
        }
        System.out.println(visited[rowNum-1][colNum-1]); 
        // ANSWER
        // visited 배열의 마지막 원소 반환
    }

	// 범위 체크 메서드
    public static boolean checkRange(int x, int y, int[][] mat){
        // 범위 밖
        if(x >= rowNum || y >= colNum || x < 0 || y < 0) return false;
        // 이미 방문한 좌표인 경우
        else if(visited[x][y] != 0 || mat[x][y] == 0) return false;
        return true;
    }
}

예시

input

4 6
110110
110110
111111
111101

visited 배열

120890
230780
345678
456709

답 9