(Python) 백준 13460. 구슬 탈출2

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.
상세보기

• 그래프와 시뮬레이션을 이용하여 구슬 탈출 게임을 구현하는 문제
• 클래스5 문제이고, 하나를 풀면 연관된 구슬 탈출1도 같이 풀 수 있다.
• 초기 생각은, 왔던 방향으로 다시 가는 것은 비효율적이기 때문에 상하 / 좌우를 나누어서 다음 방향을 지시하도록 하였다.
• 또한 도착한 위치가 겹칠 경우(즉, 같은 라인에서 굴렀을 경우) 초기 위치와 이동된 위치의 차이를 구하여 더 많이 움직인 쪽을 한 칸 뒤로 돌아가게 하였다.
• 규칙에서 파란색이 들어간 어떤 경우도 허용하지 않기 때문에, 파란 공이 들어가면 해당 경우를 걸러내었다. 이 경우를 걸러내기 위해서 빨간 공이 들어간 경우를 que의 시작부분에서 걸러내도록 하였다.

from collections import deque

N, M = map(int,input().split())

field = [list(input()) for _ in range(N)]
red_x, red_y, blue_x, blue_y, end_x, end_y = -1, -1, -1, -1, -1, -1

# 상 하 좌 우 - 0, 1, 2, 3
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]

for i in range(N):
    for j in range(M):
        if field[i][j] == "R":
            red_x = i
            red_y = j
        if field[i][j] == "B":
            blue_x = i
            blue_y = j
        if field[i][j] == "O":
            end_x = i
            end_y = j
que = deque()
res = -1
for i in range(4):
    que.append((red_x, red_y, blue_x, blue_y, i, 0)) # 처음에는 네 방향 모두 탐색

while que:
    rx, ry, bx, by, d, cnt = que.popleft()

    if cnt > 10: # 10번 했는데 못찾았으면 종료
        break

    if rx == end_x and ry == end_y: # 빨간 게 도착했으면
        res = cnt
        break
    
    nrx, nry = rx, ry
    while True: # 벽이나 구멍일 때 까지 움직이기
        nrx += dx[d]
        nry += dy[d]
        if field[nrx][nry] == "#": # 이동한 위치가 벽일 경우
            nrx -= dx[d] # 백스탭
            nry -= dy[d] # 백스탭
            break
        if field[nrx][nry] == "O": # 구멍 도착
            break
    
    
    nbx, nby = bx, by
    while True: # 위와 동일
        nbx += dx[d]
        nby += dy[d]
        if field[nbx][nby] == "#": # 벽에 닿았을 경우
            nbx -= dx[d] # 백스탭
            nby -= dy[d] # 백스탭
            break
        if field[nbx][nby] == "O": # 구멍에 골인한 경우
            break
    
    if nbx == end_x and nby == end_y: # 파란 게 들어가면 무효이므로 큐에 넣지 않기
        continue

    if nrx == nbx and nry == nby: # 위치가 겹칠 경우, 초기 위치값이 더 먼 친구를 한 칸 뒤로 물리기
        if d in (0, 1): # 상하로 이동했을 경우, x값만 비교
            if abs(rx-nrx) > abs(bx-nbx): # 빨간색이 더 많이 이동했을 경우
                nrx -= dx[d]
            else:
                nbx -= dx[d]
        if d in (2,3): # 좌우로 이동했을 경우, y값만 비교
            if abs(ry-nry) > abs(by-nby): # 빨간색이 더 많이 이동했을 경우
                nry -= dy[d]
            else:
                nby -= dy[d]
    
    # 상하, 좌우에 따라 나뉘어서 큐에 추가하기
    if d in (0, 1): # 상 하 -> 좌우만 추가
        que.append((nrx, nry, nbx, nby, 2, cnt+1))
        que.append((nrx, nry, nbx, nby, 3, cnt+1))
    else: # 좌 우 -> 상하만 추가
        que.append((nrx, nry, nbx, nby, 0, cnt+1))
        que.append((nrx, nry, nbx, nby, 1, cnt+1))

print(res)