[알고리즘] Programmers 미로 탈출 #Python

[Programmers] 미로 탈출 바로가기

📍 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.

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📍 제한 사항

• 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.

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📍 입출력 예

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

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📍 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.

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📍 문제 풀이

📌 풀이 과정

문제 해결 방법은 2번의 그래프 탐색이다.

1. 시작지점(S)에서 레버(L)까지의 최단 거리 구하기
2. 레버(L)에서 출구(E)까지의 최단 거리 구하기

2개의 최단 거리를 더해주면 시작지점(S)에서 레버(L)를 지나 출구(E)에 도달하는 최단 거리를 구할 수 있다.

✍ 코드

from collections import deque

def solution(maps):
    # 세로, 가로
    N, M = len(maps), len(maps[0]) 
    
    # 시작지점(S), 레버(L), 출구(E) 찾기
    for y in range(N):
        for x in range(M):
            if maps[y][x] == 'S': start = (x, y)
            if maps[y][x] == 'L': lever = (x, y)
            if maps[y][x] == 'E': end = (x, y)
    
    # 그래프 탐색
    def bfs(start, end):
        queue = deque([(start[0], start[1], 0)])
        visited = [[False] * M for _ in range(N)]
        visited[start[1]][start[0]] = True
        while queue:
            x, y, w = queue.popleft()
            if (x, y) == end: return w
            for dx, dy in ((1,0), (0,1), (-1,0), (0,-1)):
                nx, ny = x + dx, y + dy
                if 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and not visited[ny][nx] and maps[ny][nx] != 'X':
                    visited[ny][nx] = True
                    queue.append((nx, ny, w+1))
        return -1
    
    # 시작지점(S)에서 레버(L)까지의 최단 거리
    startToLever = bfs(start, lever)
    # 레버(L)에서 출구(E)까지의 최단 거리
    leverToEnd = bfs(lever, end)
    
    # 탈출할 수 없는 경우
    if startToLever == -1 or leverToEnd == -1:
        return -1
    
    return startToLever + leverToEnd