[알고리즘 문제풀이] 프로그래머스 기둥과 보 설치

고럭키·2021년 9월 8일
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알고리즘 문제풀이

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카카오 기출 뽀개기로 2020 카카오 블라인드 채용 - 기둥과 보 설치를 풀었다 ! 그저께 푼 문제인데 처음 방법으로 통과가 안돼서 우선 두 번째 방법으로 통과를 하긴 했는데 첫 번째 방법이 왜 안되는지 이해가 안가서 삼일째 첫 번째 방법으로 통과를 해보려고 붙잡고 있던 문젠데 포기했다 ^_^ .. 첫 번째 방법이 무엇이었는지도 풀이방법에 살짝 언급을 해보겠다 !

문제 설명

빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온 "죠르디"는 인생 2막을 위해 주택 건축사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는 기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.
프로그램은 2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는 길이가 1인 선분으로 표현되며 다음과 같은 규칙을 가지고 있습니다.

  • 기둥은 바닥 위에 있거나 보의 한쪽 끝 부분 위에 있거나, 또는 다른 기둥 위에 있어야 합니다.
  • 보는 한쪽 끝 부분이 기둥 위에 있거나, 또는 양쪽 끝 부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있어야 합니다.

단, 바닥은 벽면의 맨 아래 지면을 말합니다.

2차원 벽면은 n x n 크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는 1 x 1 크기입니다. 맨 처음 벽면은 비어있는 상태입니다. 기둥과 보는 격자선의 교차점에 걸치지 않고, 격자 칸의 각 변에 정확히 일치하도록 설치할 수 있습니다. 다음은 기둥과 보를 설치해 구조물을 만든 예시입니다.

예를 들어, 위 그림은 다음 순서에 따라 구조물을 만들었습니다.

  1. (1, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (1, 1)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
  2. (2, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (2, 2)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
  3. (5, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (5, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 더 설치합니다.
  4. (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치 후, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치합니다.

만약 (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 먼저 설치하지 않고, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치하려 한다면 2번 규칙에 맞지 않으므로 설치가 되지 않습니다. 기둥과 보를 삭제하는 기능도 있는데 기둥과 보를 삭제한 후에 남은 기둥과 보들 또한 위 규칙을 만족해야 합니다. 만약, 작업을 수행한 결과가 조건을 만족하지 않는다면 해당 작업은 무시됩니다.

벽면의 크기 n, 기둥과 보를 설치하거나 삭제하는 작업이 순서대로 담긴 2차원 배열 build_frame이 매개변수로 주어질 때, 모든 명령어를 수행한 후 구조물의 상태를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항

  • n은 5 이상 100 이하인 자연수입니다.
  • build_frame의 세로(행) 길이는 1 이상 1,000 이하입니다.
  • build_frame의 가로(열) 길이는 4입니다.
  • build_frame의 원소는 [x, y, a, b]형태입니다.
    • x, y는 기둥, 보를 설치 또는 삭제할 교차점의 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
    • a는 설치 또는 삭제할 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
    • b는 구조물을 설치할 지, 혹은 삭제할 지를 나타내며 0은 삭제, 1은 설치를 나타냅니다.
    • 벽면을 벗어나게 기둥, 보를 설치하는 경우는 없습니다.
    • 바닥에 보를 설치 하는 경우는 없습니다.
  • 구조물은 교차점 좌표를 기준으로 보는 오른쪽, 기둥은 위쪽 방향으로 설치 또는 삭제합니다.
  • 구조물이 겹치도록 설치하는 경우와, 없는 구조물을 삭제하는 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
  • 최종 구조물의 상태는 아래 규칙에 맞춰 return 해주세요.
    • return 하는 배열은 가로(열) 길이가 3인 2차원 배열로, 각 구조물의 좌표를 담고있어야 합니다.
    • return 하는 배열의 원소는 [x, y, a] 형식입니다.
    • x, y는 기둥, 보의 교차점 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
    • 기둥, 보는 교차점 좌표를 기준으로 오른쪽, 또는 위쪽 방향으로 설치되어 있음을 나타냅니다.
    • a는 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
    • return 하는 배열은 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬해주세요.
    • x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보보다 앞에 오면 됩니다.

입출력 예

nbuild_frameresult
5[[1,0,0,1],[1,1,1,1],[2,1,0,1],[2,2,1,1],[5,0,0,1],[5,1,0,1],[4,2,1,1],[3,2,1,1]][[1,0,0],[1,1,1],[2,1,0],[2,2,1],[3,2,1],[4,2,1],[5,0,0],[5,1,0]]
5[[0,0,0,1],[2,0,0,1],[4,0,0,1],[0,1,1,1],[1,1,1,1],[2,1,1,1],[3,1,1,1],[2,0,0,0],[1,1,1,0],[2,2,0,1]][[0,0,0],[0,1,1],[1,1,1],[2,1,1],[3,1,1],[4,0,0]]

풀이 방법

각 점에서 보를 만들 수도 있고, 기둥을 만들 수도 있으니 클래스를 선언하여 그 타입으로 이차원 배열을 만들어 사용하였다. 기둥은 해당 좌표에서 위로, 보는 해당 좌표에서 오른쪽으로 생성되는 것이므로 헷갈리지 않기 위해서 Way 클래스에 right, top으로 boolean 속성을 만들어 주었다.(true면 건설된 상태, false면 건설되지 않은 상태) 그리고 멤버 함수로 기둥과 보를 생성 및 제거하는 함수를 만들어두었다.

그리고 주어진 기둥과 보를 설치할 수 있는 기준을 판단하는 함수를 미리 만들어두었다.

그리고 build_frame을 쭉 탐색하면서 설치 연산인 경우에는 설치할 건축물에 따라서 설치가 가능한지 판별해서 가능하다면 객체의 함수를 호출해서 설치해주었다.

만일 삭제 연산인 경우 우선 삭제를 진행하고, map을 쭉 순회하면서 설치된 건축물이 가능하지 않은 상태라면 삭제하면 안되니까 다시 설치해주는 방식으로 구현하였다. 요것이 통과한 방법 !

통과하지 못 한 방법

다른 점은 삭제 연산에서 모든 map을 다 탐색하지 않는 것이다.

아래의 왼쪽 그림 처럼빨간 기둥을 제거해서 영향을 받는 건축물은 파란 것들이다. 즉 상부 좌측 보, 상부 기둥, 상부 우측 보. 그래서 그것들에 대해서 존재가 가능한 상태인지 판단해서 불가능하다면 통과 방법과 동일하게 다시 설치해주는 것이다.

보도 마찬가지로 오른쪽 그림처럼 빨간 보를 제거해서 영향을 받는 건축물은 민트색 건축물들이다. 즉 좌측 보, 좌측 상부 기둥, 우측 상부 기둥, 우측 보. 그래서 역시나 그것들에 대해서 존재가 가능한 상태인지 판단해서 불가능하면 다시 설치해주는 것이다.

사실 논리상은 문제가 없는 것 같은데 .. 인덱스 처리에서 꼬였나 싶다가도 몇몇 테스트 케이스를 디버깅 해보면 잘 돌아간다.. +1 -1에 대해서 확인하는 것이므로 경계부 처리가 문제인가 하고(사실 런타임에러는 없어서 예외가 발생한 것은 아니다..!), 패딩을 한 칸씩 주는 방식으로도 구현했는데 역시나 불통.. 답답했다 삼일동안 포기한다..................

코드

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

class Solution {
    public static class Way{
        private boolean top;
        private boolean right;
        Way(){
            top = false;
            right = false;
        }
        public void buildTop(){
            top = true;
        }
        public void deleteTop(){
            top = false;
        }
        public void buildRight(){
            right = true;
        }
        public void deleteRight(){
            right = false;
        }
    }

    public static boolean isPossibleTop(Way[][] map, int x, int y){
        if(y==0) return true;
        if(x>0 && map[x-1][y].right) return true;
        if(map[x][y].right) return true;
        if(map[x][y-1].top) return true;
        return false;
    }

    public static boolean isPossibleRight(Way[][] map, int x, int y){
        if(y>0 && map[x][y-1].top) return true;
        if(y>0 && map[x+1][y-1].top) return true;
        if((x>0 && map[x-1][y].right) && (x<map.length-1 && map[x+1][y].right)) return true;
        return false;
    }

    public static boolean checkAll(Way[][] map){
        for(int i=0; i<map.length; i++){
            for(int j=0; j<map.length; j++){
                if(map[i][j].top && !isPossibleTop(map, i, j)) return false;
                if(map[i][j].right && !isPossibleRight(map, i, j)) return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public int[][] solution(int n, int[][] build_frame) {
        Way[][] map = new Way[n+1][n+1];
        for(int i=0; i<n+1; i++){
            for(int j=0; j<n+1; j++){
                map[i][j] = new Way();
            }
        }

        for(int[] frame : build_frame){
            if(frame[3] == 0) {
                if(frame[2] == 0){
                    map[frame[0]][frame[1]].deleteTop();
                    if(!checkAll(map)) map[frame[0]][frame[1]].buildTop();
                }
                else{
                    map[frame[0]][frame[1]].deleteRight();
                    if(!checkAll(map)) map[frame[0]][frame[1]].buildRight();
                }
            }
            else {
                if(frame[2] == 0){
                    if(isPossibleTop(map, frame[0], frame[1])) map[frame[0]][frame[1]].buildTop();
                }
                else{
                    if(isPossibleRight(map, frame[0], frame[1])) map[frame[0]][frame[1]].buildRight();
                }
            }
        }

        ArrayList<int[]> answer = new ArrayList<>();
        for(int i=0; i<n+1; i++){
            for(int j=0; j<n+1; j++){
                if(map[i][j].top) answer.add(new int[]{i, j, 0});
                if(map[i][j].right) answer.add(new int[]{i, j, 1});
            }
        }
        answer.sort((o1, o2) -> {
            if(o1[0] == o2[0]){
                if(o1[1] == o2[1]) return o1[2]-o2[2];
                else return o1[1]-o2[1];
            }
            else return o1[0] - o2[0];
        });
        return answer.toArray(new int[answer.size()][3]);
    }
}

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