[프로그래머스] 미로 탈출 - Java(자바)

문제

미로 탈출(https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/159993)

문제 설명

1 x 1 크기의 칸들로 이루어진 직사각형 격자 형태의 미로에서 탈출하려고 합니다. 각 칸은 통로 또는 벽으로 구성되어 있으며, 벽으로 된 칸은 지나갈 수 없고 통로로 된 칸으로만 이동할 수 있습니다. 통로들 중 한 칸에는 미로를 빠져나가는 문이 있는데, 이 문은 레버를 당겨서만 열 수 있습니다. 레버 또한 통로들 중 한 칸에 있습니다. 따라서, 출발 지점에서 먼저 레버가 있는 칸으로 이동하여 레버를 당긴 후 미로를 빠져나가는 문이 있는 칸으로 이동하면 됩니다. 이때 아직 레버를 당기지 않았더라도 출구가 있는 칸을 지나갈 수 있습니다. 미로에서 한 칸을 이동하는데 1초가 걸린다고 할 때, 최대한 빠르게 미로를 빠져나가는데 걸리는 시간을 구하려 합니다.

미로를 나타낸 문자열 배열 maps가 매개변수로 주어질 때, 미로를 탈출하는데 필요한 최소 시간을 return 하는 solution 함수를 완성해주세요. 만약, 탈출할 수 없다면 -1을 return 해주세요.

제한사항

• 5 ≤ maps의 길이 ≤ 100
• 5 ≤ maps[i]의 길이 ≤ 100
  • maps[i]는 다음 5개의 문자들로만 이루어져 있습니다.
    • S : 시작 지점
    • E : 출구
    • L : 레버
    • O : 통로
    • X : 벽
  • 시작 지점과 출구, 레버는 항상 다른 곳에 존재하며 한 개씩만 존재합니다.
  • 출구는 레버가 당겨지지 않아도 지나갈 수 있으며, 모든 통로, 출구, 레버, 시작점은 여러 번 지나갈 수 있습니다.

입출력 예

maps	result
["SOOOL","XXXXO","OOOOO","OXXXX","OOOOE"]	16
["LOOXS","OOOOX","OOOOO","OOOOO","EOOOO"]	-1

입출력 예 설명

입출력 예 #1

주어진 문자열은 다음과 같은 미로이며

다음과 같이 이동하면 가장 빠른 시간에 탈출할 수 있습니다.

4번 이동하여 레버를 당기고 출구까지 이동하면 총 16초의 시간이 걸립니다. 따라서 16을 반환합니다.

입출력 예 #2

주어진 문자열은 다음과 같은 미로입니다.

시작 지점에서 이동할 수 있는 공간이 없어서 탈출할 수 없습니다. 따라서 -1을 반환합니다.

풀이

문제 파악

• 2번의 BFS 탐색이 필요
  1. 시작 지점에서 레버까지의 최단거리 구하기
  2. 레버에서부터 출구까지의 최단거리 구하기
  3. 구한 두 최단거리를 더한 뒤 답으로 반환
     
     

접근 방법

1. 인접한 상하좌우의 cell로 접근하기 위한 배열 dr/dc, map의 행열 길이 rowLength/colLength, 방문여부를 저장할 visited와 최단거리를 담을 answer 세팅
2. map 전체를 이중 for문으로 돌면서 시작 지점(’S’), 레버(’L’), 출구(’E’)의 좌표를 배열[row, col]로 저장하고 bfs()를 시작 지점부터 레버 위치까지 1번, 레버 위치부터 출구까지 1번 시행해서 각각의 최단 거리를 구함
3. bfs 내의 루프에서 현재 위치가 목표 지점인지 검사하고 인접한 상하좌우의 칸이 유효한 위치인지 벽(’X’)인지 여부와 해당 칸에 대한 방문여부를 검사하고 해당 조건을 모두 통과했을 경우 큐에 해당 칸을 예약
4. 3번을 반복하여 목표 지점에 도달할 경우 거리 dist를, 도달할 수 없다면 -1을 반환
   • 반환된 -1은 그대로 main 함수에서 -1로 반환됨
5. 시작 지점부터 레버 위치까지의 최단 거리와 레버 위치부터 출구까지의 최단 거리를 더한 값을 답으로 반환
   
   

코드 구현

import java.util.*;

public class Solution {
    int[] dr = {-1, 1, 0, 0};
    int[] dc = {0, 0, 1, -1};
    int rowLength = 0;
    int colLength = 0;
    boolean[][] visited;
    int answer = 0;

    public int solution(String[] maps) {
        rowLength = maps.length;
        colLength = maps[0].length();
        int[] startLocation = new int[2];
        int[] leverLocation = new int[2];
        int[] endLocation = new int[2];

        for(int i = 0; i < rowLength; i++) {
            for(int j = 0; j < colLength; j++) {
                char ch = maps[i].charAt(j);
                if (ch == 'S') {
                    startLocation[0] = i;
                    startLocation[1] = j;
                } else if (ch == 'L') {
                    leverLocation[0] = i;
                    leverLocation[1] = j;
                } else if (ch == 'E') {
                    endLocation[0] = i;
                    endLocation[1] = j;
                }
            }
        }

        int leverDist = bfs(maps, startLocation, leverLocation);
        if (leverDist == -1) return -1; // 레버에 도달할 수 없는 경우
        
        int exitDist = bfs(maps, leverLocation, endLocation);
        if (exitDist == -1) return -1; // 출구에 도달할 수 없는 경우

        answer = leverDist + exitDist;
        return answer;
    }

    private int bfs(String[] maps, int[] start, int[] target) {
        visited = new boolean[rowLength][colLength];
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(new int[]{start[0], start[1], 0});
        visited[start[0]][start[1]] = true;

        while(!queue.isEmpty()) {
            int[] cur = queue.poll();
            int r = cur[0];
            int c = cur[1];
            int dist = cur[2];

            if(r == target[0] && c == target[1]) {
                return dist;
            }

            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                int nr = r + dr[i];
                int nc = c + dc[i];
                if(0 <= nr && nr < rowLength && 0 <= nc && nc < colLength && maps[nr].charAt(nc) != 'X' && !visited[nr][nc]) {
                    queue.offer(new int[]{nr, nc, dist + 1});
                    visited[nr][nc] = true;
                }
            }
        }
        return -1; // 목표 지점에 도달할 수 없는 경우
    }
}