[프로그래머스] 경주로 건설

이민선(Jasmine)·2024년 6월 14일
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엣지 케이스 처리하기가 진짜 어려웠던 문제.. 25번 케이스 나와 17 대 1로 뜨자~ (그대로 주저앉음)

문제

건설회사의 설계사인 죠르디는 고객사로부터 자동차 경주로 건설에 필요한 견적을 의뢰받았습니다.
제공된 경주로 설계 도면에 따르면 경주로 부지는 N x N 크기의 정사각형 격자 형태이며 각 격자는 1 x 1 크기입니다.
설계 도면에는 각 격자의 칸은 0 또는 1 로 채워져 있으며, 0은 칸이 비어 있음을 1은 해당 칸이 벽으로 채워져 있음을 나타냅니다.
경주로의 출발점은 (0, 0) 칸(좌측 상단)이며, 도착점은 (N-1, N-1) 칸(우측 하단)입니다. 죠르디는 출발점인 (0, 0) 칸에서 출발한 자동차가 도착점인 (N-1, N-1) 칸까지 무사히 도달할 수 있게 중간에 끊기지 않도록 경주로를 건설해야 합니다.
경주로는 상, 하, 좌, 우로 인접한 두 빈 칸을 연결하여 건설할 수 있으며, 벽이 있는 칸에는 경주로를 건설할 수 없습니다.
이때, 인접한 두 빈 칸을 상하 또는 좌우로 연결한 경주로를 직선 도로 라고 합니다.
또한 두 직선 도로가 서로 직각으로 만나는 지점을 코너 라고 부릅니다.
건설 비용을 계산해 보니 직선 도로 하나를 만들 때는 100원이 소요되며, 코너를 하나 만들 때는 500원이 추가로 듭니다.
죠르디는 견적서 작성을 위해 경주로를 건설하는 데 필요한 최소 비용을 계산해야 합니다.

예를 들어, 아래 그림은 직선 도로 6개와 코너 4개로 구성된 임의의 경주로 예시이며, 건설 비용은 6 x 100 + 4 x 500 = 2600원 입니다.

또 다른 예로, 아래 그림은 직선 도로 4개와 코너 1개로 구성된 경주로이며, 건설 비용은 4 x 100 + 1 x 500 = 900원 입니다.

도면의 상태(0은 비어 있음, 1은 벽)을 나타내는 2차원 배열 board가 매개변수로 주어질 때, 경주로를 건설하는데 필요한 최소 비용을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

[제한사항]
board는 2차원 정사각 배열로 배열의 크기는 3 이상 25 이하입니다.
board 배열의 각 원소의 값은 0 또는 1 입니다.
도면의 가장 왼쪽 상단 좌표는 (0, 0)이며, 가장 우측 하단 좌표는 (N-1, N-1) 입니다.
원소의 값 0은 칸이 비어 있어 도로 연결이 가능함을 1은 칸이 벽으로 채워져 있어 도로 연결이 불가능함을 나타냅니다.
board는 항상 출발점에서 도착점까지 경주로를 건설할 수 있는 형태로 주어집니다.
출발점과 도착점 칸의 원소의 값은 항상 0으로 주어집니다.

입출력 예

board						result
[[0,0,0],
[0,0,0],
[0,0,0]]					900

[[0,0,0,0,0,0,0,1],
[0,0,0,0,0,0,0,0],
[0,0,0,0,0,1,0,0],
[0,0,0,0,1,0,0,0],
[0,0,0,1,0,0,0,1],
[0,0,1,0,0,0,1,0],
[0,1,0,0,0,1,0,0],
[1,0,0,0,0,0,0,0]]			3800

[[0,0,1,0],
[0,0,0,0],
[0,1,0,1],
[1,0,0,0]]					2100

[[0,0,0,0,0,0],
[0,1,1,1,1,0],
[0,0,1,0,0,0],
[1,0,0,1,0,1],
[0,1,0,0,0,1],
[0,0,0,0,0,0]]				3200

질문하기 참조해서 겨우 통과한 코드

from collections import deque

def solution(board):
    n = len(board)
    
    def bfs():
        dx = [0, 1, -1, 0]
        dy = [1, 0, 0, -1]
        
        q = deque([(0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 1)])
        
        visited = [[0] * n for _ in range(n)]
        
        answer = 1e9

        while q:
            cost, x, y, prev_dir = q.popleft()
            
            for i in range(4):
                
                nx, ny = x + dx[i], y + dy[i]
                
                if nx < 0 or ny < 0 or nx >= n or ny >= n:
                    continue
                    
                if board[nx][ny] == 1:
                    continue
                
                additional_cost = 100 if i == prev_dir else 600
                
                # 엣지 케이스 처리를 위해 cost에서 400을 뺴고 비교해야 함 (아래에서 설명)
                if visited[nx][ny] and visited[nx][ny] + 600 < cost + additional_cost + 200:
                    continue
                
                visited[nx][ny] = cost + additional_cost
                
                q.append((cost + additional_cost, nx, ny, i))
                
                # 이 부분을 추가하지 않으면 visited 배열에 정답이 제대로 반영되지 않음
                if visited[n - 1][n - 1]:
                    answer = min(answer, visited[n - 1][n - 1])
                
        return answer

    return bfs()

25번 테케.. 고맙다 너 덕에 3시간 정도 썼다

히든 테케 처리

질문하기를 참고해서 이런 히든 테케를 얻어냈다.

[[0, 0, 0, 0, 0], 
[0, 1, 1, 1, 0], 
[0, 0, 1, 0, 0], 
[1, 0, 0, 0, 1], 
[1, 1, 1, 0, 0]]

왼쪽 경로를 타면 누적 건설 비용을 나타내는 visited 배열이 아래와 같다. ((0, 0)은 문제 풀이와 상관없으므로 고려하지 말아보자.)

[[0, 0, 0, 0, 0], 
[100, 1, 1, 1, 0], 
[200, 800, 1, 0, 0], 
[1, 1400, 2000, 2100, 1], 
[1, 1, 1, 2700, 3300]]

오른쪽 경로를 타면 누적 건설 비용을 나타내는 visited 배열이 아래와 같다.

[[0, 100, 200, 300, 400], 
[0, 1, 1, 1, 1000], 
[0, 0, 1, 1700, 1100], 
[1, 0, 0, 2300, 1], 
[1, 1, 1, 2400, 3000]]

문제는 3행 3열에 도착하는 시점이 왼쪽 경로를 탈 때 오른쪽 경로를 탈 때보다 빠르다는 것이다.

	# 엣지 케이스 처리 못해서 왜맞틀 시전한 코드
  if visited[nx][ny] and visited[nx][ny] < cost + additional_cost:
                    continue

visited[3][3]이 이미 2100이 찍혀 있을 때 오른쪽 경로를 타고 visited[3][3]에 와보면, 최종적으로 더 저렴한 cost로 가게됨에도 불구하고 교차점에서 2300이라는 이유로 튕겨나가버리는 것이다.

그래서 visited[4][3]에서의 cost를 비교해야 한다. 방법은 각 케이스에서 가격을 한 번 더 더해서 비교하는 것..

	# 한 번 꺾으면 600원이 추가되는 기존 경로와, 직진해서 2칸 더해서 200원이 더해지는 경로까지 비교 
  if visited[nx][ny] and visited[nx][ny] + 600 < cost + additional_cost + 200:
                    continue

혹은

	# 엣지케이스 고려하여 현재 경로에서 무려 400원씩이나 빼더라도 여전히 기존 경로보다 비싸면 후보에서 제외
  if visited[nx][ny] and visited[nx][ny] < cost + additional_cost - 400:
                    continue

왜 visited 배열을 만들었는데 answer 변수를 따로 선언해야 하는가?

처음에는 answer 변수를 별도로 선언하지 않고 그냥 visited[n - 1][n - 1]을 return했다. 이 때 11, 14, 24번 테케를 통과하지 못했다.
그리고 혹시나 싶어 while문 마지막에

if visited[n - 1][n - 1]:
	answer = min(answer, visited[n - 1][n - 1])

를 추가해주니 통과되었다.

	# 엣지케이스 고려하여 현재 경로에서 무려 400원씩이나 빼더라도 여전히 기존 경로보다 비싸면 후보에서 제외
  if visited[nx][ny] and visited[nx][ny] < cost + additional_cost - 400:
                    continue

위에서 코드를 이렇게 바꾸다보니 visited[n - 1][n - 1]이 최소값이라는 보장이 없어져서 그렇다.

cost + additional_cost가 visited[nx][ny]보다 작을 때도 visited[nx][ny]가 갱신되는 경우가 발생해서 그렇다.

휴,, 엣지 케이스 처리 빡세다 실력을 더 연마해야겠다 으라차~

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