[알고리즘] 행렬 테두리 회전하기 #Python

김상현·2022년 11월 27일
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알고리즘

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[Programmers] 행렬 테두리 회전하기 바로가기

📍 문제 설명

rows x columns 크기인 행렬이 있습니다. 행렬에는 1부터 rows x columns까지의 숫자가 한 줄씩 순서대로 적혀있습니다. 이 행렬에서 직사각형 모양의 범위를 여러 번 선택해, 테두리 부분에 있는 숫자들을 시계방향으로 회전시키려 합니다. 각 회전은 (x1, y1, x2, y2)인 정수 4개로 표현하며, 그 의미는 다음과 같습니다.

  • x1 행 y1 열부터 x2 행 y2 열까지의 영역에 해당하는 직사각형에서 테두리에 있는 숫자들을 한 칸씩 시계방향으로 회전합니다.

다음은 6 x 6 크기 행렬의 예시입니다.

이 행렬에 (2, 2, 5, 4) 회전을 적용하면, 아래 그림과 같이 2행 2열부터 5행 4열까지 영역의 테두리가 시계방향으로 회전합니다. 이때, 중앙의 15와 21이 있는 영역은 회전하지 않는 것을 주의하세요.

행렬의 세로 길이(행 개수) rows, 가로 길이(열 개수) columns, 그리고 회전들의 목록 queries가 주어질 때, 각 회전들을 배열에 적용한 뒤, 그 회전에 의해 위치가 바뀐 숫자들 중 가장 작은 숫자들을 순서대로 배열에 담아 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.


📍 제한사항

  • rows는 2 이상 100 이하인 자연수입니다.
  • columns는 2 이상 100 이하인 자연수입니다.
  • 처음에 행렬에는 가로 방향으로 숫자가 1부터 하나씩 증가하면서 적혀있습니다.
    • 즉, 아무 회전도 하지 않았을 때, i 행 j 열에 있는 숫자는 ((i-1) x columns + j)입니다.
  • queries의 행의 개수(회전의 개수)는 1 이상 10,000 이하입니다.
  • queries의 각 행은 4개의 정수 [x1, y1, x2, y2]입니다.
    • x1 행 y1 열부터 x2 행 y2 열까지 영역의 테두리를 시계방향으로 회전한다는 뜻입니다.
    • 1 ≤ x1 < x2 ≤ rows, 1 ≤ y1 < y2 ≤ columns입니다.
    • 모든 회전은 순서대로 이루어집니다.
    • 예를 들어, 두 번째 회전에 대한 답은 첫 번째 회전을 실행한 다음, 그 상태에서 두 번째 회전을 실행했을 때 이동한 숫자 중 최솟값을 구하면 됩니다.

📍 입출력 예시

rowscolumnsqueriesresult
66[[2,2,5,4],[3,3,6,6],[5,1,6,3]][8, 10, 25]
33[[1,1,2,2],[1,2,2,3],[2,1,3,2],[2,2,3,3]][1, 1, 5, 3]
10097[[1,1,100,97]][1]

📍 입출력 예 설명

입출력 예 #1

  • 회전을 수행하는 과정을 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.

입출력 예 #2

  • 회전을 수행하는 과정을 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.

입출력 예 #3

  • 이 예시에서는 행렬의 테두리에 위치한 모든 칸들이 움직입니다. 따라서, 행렬의 테두리에 있는 수 중 가장 작은 숫자인 1이 바로 답이 됩니다.

📍 풀이

💡 고찰

  • 최근에 [프로그래머스] '2022 Dev-Matching: 웹 백엔드 개발자(하반기)_진짜마지막' 코딩 테스트에 참여하였다.
  • 알고리즘 문제를 많이 풀기도 했고, 문제를 보면 어떤 알고리즘을 활용해야 하는지 공부를 많이 했기 때문에 정말 자신이 있었다.
  • 너무 어려운 알고리즘을 요구하는 문제는 없었지만, 순수하게 코딩으로 문제를 해결할 수 있는지를 확인하는 문제가 많았고 평소에 편향되게 알고리즘만 공부하다보니 코드 구현 능력이 부족해서 시간내에 문제를 해결할 수 없었다.
  • 코딩 테스트 문제가 알고리즘 적인 요소도 물론 중요하지만 구현 능력도 중요하다는 것을 알게 되었다.
  • 행렬 테두리 회전하기 문제도 어려운 알고리즘을 요구하진 않지만 꼼꼼한 코드 구현적인 능력을 확인하는 문제인 것 같아서 풀어보았다.

📌 문제 풀이

✏️ [1] 행렬 초기화

board = []
for y in range(height):
    b = []
    for x in range(width):
        b.append((y*width) + (x+1))
    board.append(b)
  • 1 부터 1씩 증가하는 값으로 board 배열의 값을 채운다.

✏️ [2] 회전

for y1, x1, y2, x2 in queries:
    y1, x1, y2, x2 = y1-1, x1-1, y2-1, x2-1
    tmp = deque()

    for y in range(y1,y2):
        tmp.append(board[y][x1])
    for x in range(x1,x2):
        tmp.append(board[y2][x])
    for y in range(y2,y1,-1):
        tmp.append(board[y][x2])
    for x in range(x2,x1,-1):
        tmp.append(board[y1][x])

    tmp.append(tmp.popleft())
    answer.append(min(tmp))

    for y in range(y1,y2):
        board[y][x1] = tmp.popleft()
    for x in range(x1,x2):
        board[y2][x] = tmp.popleft()
    for y in range(y2,y1,-1):
        board[y][x2] = tmp.popleft()
    for x in range(x2,x1,-1):
        board[y1][x] = tmp.popleft()
  • 좌표 값의 테두리에 해당하는 원소들을 반시계방향으로 추출하여 deque 자료구조에 저장한다.
  • deque 자료구조의 첫 원소를 추출하여 자료구조의 끝부분에 다시 추가한다(roatation).
  • 추출한 원소 중 가장 작은 원소를 answer 에 저장한다.
  • 회전 작업이 끝난 deque 자료구조의 원소들을 반시계방향으로 원소를 갱신시킨다.

✍ 코드

from collections import deque
def solution(height, width, queries):
    answer = []
    # [1] 행렬 초기화
    board = []
    for y in range(height):
        b = []
        for x in range(width):
            b.append((y*width) + (x+1))
        board.append(b)
    # [2] 회전
    for y1, x1, y2, x2 in queries:
        y1, x1, y2, x2 = y1-1, x1-1, y2-1, x2-1
        tmp = deque()
        
        for y in range(y1,y2):
            tmp.append(board[y][x1])
        for x in range(x1,x2):
            tmp.append(board[y2][x])
        for y in range(y2,y1,-1):
            tmp.append(board[y][x2])
        for x in range(x2,x1,-1):
            tmp.append(board[y1][x])
        
        tmp.append(tmp.popleft())
        answer.append(min(tmp))
        
        for y in range(y1,y2):
            board[y][x1] = tmp.popleft()
        for x in range(x1,x2):
            board[y2][x] = tmp.popleft()
        for y in range(y2,y1,-1):
            board[y][x2] = tmp.popleft()
        for x in range(x2,x1,-1):
            board[y1][x] = tmp.popleft()
        
    return answer
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