🔥[99클럽 코테 스터디] 35일차 TIL - 게임 맵 최단거리

⏳문제

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.

🚨제한 사항

• 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 #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.

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✏️풀이

이 문제는 주어진 2차원 배열에서 출발점부터 도착점까지의 최단 경로를 찾는 문제이다. 따라서 최단 경로 알고리즘으로 많이 사용하는 BFS(너비 우선 탐색)을 사용해 풀어보았다.

구해야 하는 것은 도착점까지 가는 최단 경로의 거리이기 때문에,
큐에 현재 좌표를 저장할 때 현재까지의 거리 정보를 함께 저장해야 하고, 위치를 이동할 때 거리 정보를 업데이트 해주어야 한다는 점이 중요하다.

👾최종 코드

import java.util.*;

class Solution {
    static boolean[][] visited; // 방문 여부
    static int nLen; // 가로 길이
    static int mLen; // 세로 길이
    static int[][] step = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}}; // 상하좌우 이동

    public static int solution(int[][] maps) {
        nLen = maps[0].length; // 가로 길이 (열)
        mLen = maps.length; // 세로 길이 (행)
        visited = new boolean[mLen][nLen]; // 방문 여부 배열 생성

        return bfs(0, 0, maps);
    }
    
    public static int bfs(int x, int y, int[][] maps) {
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(new int[] {x, y, 1}); // 시작점과 거리 1 저장
        visited[x][y] = true; // 시작점 방문 여부 저장

        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] current = queue.poll(); // 현재 위치
            int curX = current[0];
            int curY = current[1];
            int distance = current[2];

            // 도착점에 도달한 경우
            if (curX == mLen - 1 && curY == nLen - 1) {
                return distance; // 최단 거리 반환
            }

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int newX = curX + step[i][0];
                int newY = curY + step[i][1];

                // 유효한 위치인지 확인
                if (newX >= 0 && newX < mLen && newY >= 0 && newY < nLen) {
                    // 이동할 수 있는 위치이면서 아직 방문하지 않은 경우
                    if (maps[newX][newY] == 1 && !visited[newX][newY]) {
                        visited[newX][newY] = true; // 방문 처리
                        queue.offer(new int[] {newX, newY, distance + 1}); // 거리 업데이트
                    }
                }
            }
        }
        return -1; // 목적지에 도착할 수 없는 경우

    }
}

👾코드 설명

1. 맵의 가로 길이, 세로 길이를 구하고 해당 크기만큼의 2차원 배열 visited를 생성해 준다. 이 배열은 maps와 같은 크기로, 방문 여부를 저장하는 역할을 한다.

2. 너비 우선 탐색(BFS)을 위한 큐를 생성하고, 시작점 (0, 0)과 현재까지의 거리 1을 큐에 저장한다. 그리고 시작점 (0, 0)에 대한 방문 여부도 저장한다.

3. 큐에서 poll한 현재 위치 정보를 확인해 도착점에 도달한 경우, 즉 (n, m)의 위치와 일치하는 경우 지금까지의 총 거리 distance를 반환해 준다.

4. 현재 위치가 도착점이 아니라면, 계속 이동을 해야 하므로, 현재 위치를 기준으로 상하좌우 위치를 확인한다.

5. 상하좌우 위치들 중 맵의 범위 내애 있으면서 아직 방문하지 않은 경우, 해당 위치를 방문하고 큐에 저장한다. 이 때, 한 칸 이동했기 때문에 거리 distance에는 1을 더해서 저장한다.

6. 큐가 빌 때까지 3~5번 과정을 반복한다.

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🔗문제 링크
💻Repository