자물쇠와 열쇠 - PYTHON

J-USER·2021년 3월 24일
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알고리즘 문제

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문제 설명

고고학자인 "튜브"는 고대 유적지에서 보물과 유적이 가득할 것으로 추정되는 비밀의 문을 발견하였습니다. 그런데 문을 열려고 살펴보니 특이한 형태의 자물쇠로 잠겨 있었고 문 앞에는 특이한 형태의 열쇠와 함께 자물쇠를 푸는 방법에 대해 다음과 같이 설명해 주는 종이가 발견되었습니다.

잠겨있는 자물쇠는 격자 한 칸의 크기가 1 x 1인 N x N 크기의 정사각 격자 형태이고 특이한 모양의 열쇠는 M x M 크기인 정사각 격자 형태로 되어 있습니다.

자물쇠에는 홈이 파여 있고 열쇠 또한 홈과 돌기 부분이 있습니다. 열쇠는 회전과 이동이 가능하며 열쇠의 돌기 부분을 자물쇠의 홈 부분에 딱 맞게 채우면 자물쇠가 열리게 되는 구조입니다. 자물쇠 영역을 벗어난 부분에 있는 열쇠의 홈과 돌기는 자물쇠를 여는 데 영향을 주지 않지만, 자물쇠 영역 내에서는 열쇠의 돌기 부분과 자물쇠의 홈 부분이 정확히 일치해야 하며 열쇠의 돌기와 자물쇠의 돌기가 만나서는 안됩니다. 또한 자물쇠의 모든 홈을 채워 비어있는 곳이 없어야 자물쇠를 열 수 있습니다.

열쇠를 나타내는 2차원 배열 key와 자물쇠를 나타내는 2차원 배열 lock이 매개변수로 주어질 때, 열쇠로 자물쇠를 열수 있으면 true를, 열 수 없으면 false를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한 사항

key는 M x M(3 ≤ M ≤ 20, M은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
lock은 N x N(3 ≤ N ≤ 20, N은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
M은 항상 N 이하입니다.
key와 lock의 원소는 0 또는 1로 이루어져 있습니다.
0은 홈 부분, 1은 돌기 부분을 나타냅니다.

문제 풀이

먼저 제한 사항을 보면 둘다 범위가 크지 않다는 것을 보면 다소 복잡한 벙법도 허용이 가능함을 알 수 있다. 예시를 보면 알 수 있듯이 90도 회전을 하며 맞는지 검사하는 방식을 사용함을 알 수 있다.

  1. 먼저 열쇠는 자물쇠의 범위 밖으로 벗어나도 무난하기 때문에 벗어날 수 있는 범위를 설정 후 중간에 자물쇠를 위치 시킨다.

  2. 열쇠를 90도로 돌려본다.

  3. 이후 모든 자물쇠의 모든 좌표를 돌아가며 열쇠를 넣어본다.

  4. 만약 하나라도 맞으면 True를 리턴한다.

  5. 모두 들어가지 않으면 False 리턴.

import copy

# 2차원 배열의 90도 회전
def rotated_90(key):
    return list(zip(*key[::-1]))

def test(x,y,m,key,board):
	# 원본 보드가 손상되면 안되기 때문에 따로 하나 만들어줌
    try_board = copy.deepcopy(board)
    # (x,y)를 시작으로 보드 위에 열쇠를 맞춰봄 ( +를 해줌)
    for i in range(m):
        for j in range(m):
            try_board[x+i][y+j] += key[i][j]
    return try_board

def check(board,m,n):
	# 보드 위에 자물쇠 부분이 모두 1이면 딱 맞는것
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if board[m+i][m+j] != 1:
                return False
    return True


def solution(key, lock):
    m , n = len(key) , len(lock)
    # m | n | m 이런 식으로 배치할 예정이라 board를 넓혀줌.
    board = [[0]*(m*2 + n) for _ in range(m*2 + n)]
    
    #board 의 중앙에 key를 위치함.
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            board[m+i][m+j] = lock[i][j]
    
    rotated_key = key
	
    for _ in range(4):
    	# key를 90도로 회전
        rotated_key = rotated_90(rotated_key)
        for i in range(1,m+n):
            for j in range(1, m+n):
            	# 자물쇠의 모든 좌표를 돌며 열쇠 시도.
                test_board = test(i,j,m,rotated_key, board)
                # 만약 자물쇠가 모두 1이면 딱 맞는 것.
                if check(test_board,m,n):
                    return True


    return False
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