[프로그래머스] LV.3 기둥과 보 설치 (JS)

KG·2021년 4월 26일
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3

알고리즘

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문제

빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온 "죠르디"는 인생 2막을 위해 주택 건축사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는 기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.
프로그램은 2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는 길이가 1인 선분으로 표현되며 다음과 같은 규칙을 가지고 있습니다.

  • 기둥은 바닥 위에 있거나 보의 한쪽 끝 부분 위에 있거나, 또는 다른 기둥 위에 있어야 합니다.
  • 보는 한쪽 끝 부분이 기둥 위에 있거나, 또는 양쪽 끝 부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있어야 합니다.
    단, 바닥은 벽면의 맨 아래 지면을 말합니다.

2차원 벽면은 n x n 크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는 1 x 1 크기입니다. 맨 처음 벽면은 비어있는 상태입니다. 기둥과 보는 격자선의 교차점에 걸치지 않고, 격자 칸의 각 변에 정확히 일치하도록 설치할 수 있습니다. 다음은 기둥과 보를 설치해 구조물을 만든 예시입니다.

예를 들어, 위 그림은 다음 순서에 따라 구조물을 만들었습니다.

  1. (1, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (1, 1)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
  2. (2, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (2, 2)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
  3. (5, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (5, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 더 설치합니다.
  4. (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치 후, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치합니다.

만약 (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 먼저 설치하지 않고, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치하려 한다면 2번 규칙에 맞지 않으므로 설치가 되지 않습니다. 기둥과 보를 삭제하는 기능도 있는데 기둥과 보를 삭제한 후에 남은 기둥과 보들 또한 위 규칙을 만족해야 합니다. 만약, 작업을 수행한 결과가 조건을 만족하지 않는다면 해당 작업은 무시됩니다.

벽면의 크기 n, 기둥과 보를 설치하거나 삭제하는 작업이 순서대로 담긴 2차원 배열 build_frame이 매개변수로 주어질 때, 모든 명령어를 수행한 후 구조물의 상태를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한

  • n은 5 이상 100 이하인 자연수입니다.

  • build_frame의 세로(행) 길이는 1 이상 1,000 이하입니다.

  • build_frame의 가로(열) 길이는 4입니다.

  • build_frame의 원소는 [x, y, a, b]형태입니다.

    • x, y는 기둥, 보를 설치 또는 삭제할 교차점의 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
    • a는 설치 또는 삭제할 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
    • b는 구조물을 설치할 지, 혹은 삭제할 지를 나타내며 0은 삭제, 1은 설치를 나타냅니다.
    • 벽면을 벗어나게 기둥, 보를 설치하는 경우는 없습니다.
    • 바닥에 보를 설치 하는 경우는 없습니다.

  • 구조물은 교차점 좌표를 기준으로 보는 오른쪽, 기둥은 위쪽 방향으로 설치 또는 삭제합니다.

  • 구조물이 겹치도록 설치하는 경우와, 없는 구조물을 삭제하는 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.

  • 최종 구조물의 상태는 아래 규칙에 맞춰 return 해주세요.

    • return 하는 배열은 가로(열) 길이가 3인 2차원 배열로, 각 구조물의 좌표를 담고있어야 합니다.
    • return 하는 배열의 원소는 [x, y, a] 형식입니다.
    • x, y는 기둥, 보의 교차점 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
    • 기둥, 보는 교차점 좌표를 기준으로 오른쪽, 또는 위쪽 방향으로 설치되어 있음을 나타냅니다.
    • a는 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
    • return 하는 배열은 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬해주세요.
    • x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보보다 앞에 오면 됩니다.

입출력 예시

nbuild_frameresult
5[[1,0,0,1],[1,1,1,1],[2,1,0,1],[2,2,1,1],[5,0,0,1],[5,1,0,1],[4,2,1,1],[3,2,1,1]][[1,0,0],[1,1,1],[2,1,0],[2,2,1],[3,2,1],[4,2,1],[5,0,0],[5,1,0]]
5[[0,0,0,1],[2,0,0,1],[4,0,0,1],[0,1,1,1],[1,1,1,1],[2,1,1,1],[3,1,1,1],[2,0,0,0],[1,1,1,0],[2,2,0,1]][[0,0,0],[0,1,1],[1,1,1],[2,1,1],[3,1,1],[4,0,0]]

풀이

2020 카카오 블라인드 테스트에서 출제된 문제이다. 2차원 배열을 이리저리 조작하는 문제로 알고리즘적으로 대단히 복잡한 사고력을 요구하는 문제는 아니지만, 2차원 배열을 자유자재로 다루는 만큼 구현력이 꽤 요구되는 문제이다. 문제에서 주어진 조건에 맞춰 완전탐색을 통해 결과값을 리턴하면 된다.

조건 분석

먼저 문제에서 주어진 조건이 꽤 복잡하다. 문제 풀이에서 핵심이 되는 조건들을 다시 정리해보자.

  1. 프레임은 [x좌표, y좌표, 설치유형, 설치/제거 여부]로 주어진다. (설치유형 - 0은 기둥, 1은 보 / 설치 및 제거 여부 - 0은 제거, 1은 설치)
  2. 바닥에 보를 설치할 수 없음
  3. 기둥은 좌표 기준 위쪽 방향, 보는 좌표기준 오른쪽 방향으로 설치 또는 제거
  4. 기둥 설치 조건 : 바닥 / 다른 기둥 / 보의 한쪽 끝 상단 부
  5. 보 설치 조건 : 양쪽 끝이 다른 보와 연결 / 한쪽 끝이 기둥과 연결

다음과 같이 크게 5가지 조건으로 정리할 수 있겠다. 그 외 세부 조건은 정답 리턴 형식과 같은 조건이니 이 부분은 나중에 정답을 리턴할 때 다시 살펴보도록 하자.

따라서 우리는 입력받은 build_frame을 가지고 위 조건에 맞게 프레임을 건설하고, 최종 상태를 리턴 형식에 맞게 반환하면 될 것이다. 이를 위한 함수를 각각 만들어주도록 하자.

프레임 건설/해체 함수

우리는 주어진 build_frame을 입력으로 받아 해당 정보를 가지고 프레임을 건설 또는 해체하게 될 것이다. 따라서 build_frame의 정보를 매개변수로 받아 이를 생성/제거 하는 함수를 각각 만들어주자.

하지만 생성과 제거는 문제에서 주어진 조건에 따라 이루어져야 한다. 이를 모두 해당 함수 내부에서 구현할 수 있겠지만, 조건을 체크하는 함수 역시 외부로 빼주어 따로 구현하도록 하자. 따라서 다음과 같이 구현할 수 있다.

// ans는 정답을 저장할 배열, x와 y는 좌표, frame은 기둥 또는 보
const buildFrame = (ans, x, y, frame) => {
  if(frame) {
    // frame이 1이면 보를 의미
    // 따라서 보를 설치할 수 있는지 체크하여 가능하다면
    // 현재 값을 정답에 추가
    if(checkPlate(ans, x, y)) ans.push([x, y, frame]);
  } else {
    // frame이 0이면 기둥을 의미
    // 따라서 기둥을 설치할 수 있는지 체크하여 가능하다면
    // 현재 값을 정답에 추가
    if(checkPillar(ans, x, y)) ans.push([x, y, frame]);
  }
}

// 전달받는 매개변수는 위 buildFrame 함수와 동일
const destroyFrame = (ans, x, y, frame) => {
  // 프레임을 제거 후 조건을 체크할 것이므로
  // 원본 배열은 Immutable하게 유지
  const copy = ans.slice();
  // 주어진 좌표값에 있는 프레임의 인덱스 선택
  // ans = [x좌표, y좌표, 프레임] 의 구조
  const idx = ans.findIndex(([a, b, fr]) => a===x && b===y && fr===frame);
  
  copy.splice(idx, 1);	// 조건에 부합하는 프레임 제거
  
  // 해당 프레임을 제거한 상태에서 현재 구축된 프레임들이
  // 문제에서 제시된 조건을 모두 만족하는지 다시 체크
  for(const frs of copy) {
    const [xpos, ypos, fr] = frs;
    if(fr) {
      // fr이 1이면 보, 따라서 보의 조건을 충족하지 않는다면 return
      if(!(checkPlate(copy, xpos, ypos))) return;
    } else {
      // fr이 0이면 기둥, 따라서 기둥의 조건을 충족하지 않는다면 return
      if(!(checkPillar(copy, xpos, ypos))) return;
    }
  }
  
  // 위 조건을 모두 통과했다면 삭제 가능한 프레임이라는 뜻이므로
  // 실제 정답 배열에서 해당 프레임을 제거
  ans.splice(idx, 1);
}

기둥/보 조건 체크 함수

위에서 프레임 생성/제거 함수를 구현했다. 생성과 제거를 위해서 내부에서 따로 조건을 체크하여 최종적으로 생성과 제거를 결정한다. 때문에 이 조건을 체크해주는 함수를 만들어 주어야 한다. 기둥과 보의 설치/제거 조건이 서로 다르기 때문에 이를 각각 구분하여 2개의 체크함수를 만들어주자.

이때 보가 차지하는 영역에 주의해야 한다. 보는 오른쪽 방향으로 설치되고 양쪽 끝의 공간을 점유하기 때문에 두 좌표를 확인해주어야 한다. 위에 그림을 보면 기둥은 하나의 라인만 차지하고 있는 반면, 보는 두 개의 x좌표를 차지하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 보를 이용하는 조건 검사에서는 양쪽 끝을 신경써야 한다. 이때 보는 오른쪽 방향으로 설치된다고 문제에서 언급되었기 때문에 현재 설치된 보의 좌표가 x일때 시작점을 x-1로 생각하여 검사할 것이다. 좌표가 겹치는 경우는 문제에서 주어지지 않으니 해당 경우는 따로 검사하지 않아도 상관없다. 또한 그림에서는 바닥이 0으로 시작하지만 2차원 배열을 만들어주면 바닥 부분이 마지막 index가 되기 때문에 역순이라는 점을 주의하자!

따라서 기둥의 경우는 다음의 조건을 체크해야 한다.

  1. y좌표가 바닥이라면 설치가능
  2. 현재 좌표 기준 밑에 설치된 프레임이 기둥이면 설치가능
  3. 현재 좌표 기준 밑에 설치된 프레임이 보의 끝 부분이면 설치 가능 (보의 끝 부분 === x좌표)
  4. 현재 좌표 기준 밑에 설치된 프레임이 보의 시작 부분이면 설치 가능 (보의 시작 부분 === x-1좌표)

또한 보의 경우는 다음의 조건을 체크해야 한다.

  1. 현재 좌표 기준 밑에 설치된 프레임이 기둥이면 설치가능
  2. 현재 좌표 기준 보의 끝 부분에 걸치는 부분(x+1좌표) 밑에 설치된 프레임이 기둥이면 설치가능
  3. 현재 좌표 기준 양 옆(x+1과 x-1좌표)에 설치된 프레임이 모두 보라면 설치가능

위에서 언급은 따로 하지 않았지만 우리가 리턴해야 할 정답(answer)은 [ [x좌표, y좌표, 프레임], ... ] 구조이기 때문에 위의 조건들을 다음과 같이 비교하여 구현할 수 있다.

const checkPillar = (ans, x, y) => {
  // 기둥 1번 조건
  if(y === 0) return true;
  // 기둥 2번 조건
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y-1 && fr===0)) return true;
  // 기둥 3번 조건
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y && fr===1)) return true;
  // 기둥 4번 조건
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x-1 && b===y && fr===1)) return true;
  
  // 위 조건에 해당되지 않는다면 기둥 설치 불가
  return false;
}

const checkPlate = (ans, x, y) => {
  // 보 1번 조건
  if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y-1 && fr===0)) return true;
  // 보 2번 조건
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x+1 && b===y-1 && fr===0)) return true;
  // 보 3번 조건
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x+1 && b===y && fr===1) && 
          ans.find(([a, b, fr]) => a===x-1 && b===y && fr===1)) return true;
  
  // 위 조건에 해당되지 않는다면 보 설치 불가
  return false;
}

정답 리턴

주어진 build_frame 에는 프레임의 유형과 설치 여부까지 들어있다. 따라서 설치 여부에 따라 생성과 제거 함수를 호출하도록 하자.

문제에서 요구하는 정답의 조건은 [x좌표, y좌표, 프레임]의 형태로 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬하되 x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보 보다 앞에 오도록 정렬해야 한다. 해당 조건에 맞게 다음과 같이 정답을 리턴해주자.

const answer = [];
for(const frame of build_frame) {
  const [x, y, frame, isInstall] = frame;
  
  // isInstall이 1이면 설치, 0이면 제거
  if(isInstall) buildFrame(answer, x, y, frame);
  else destroyFrame(answer, x, y, frame);
}

return answer.sort((a, b) => a[0] === b[0] ? a[1] === b[1] ? a[2] - b[2] : a[1] - b[1] : a[0] - b[0]);

전체코드

배열을 주어진 조건에 따라 탐색해야 하는점이 까다롭게 다가온 점을 제외하면 무난무난한 난이도의 문제였다고 생각한다. 주석을 제외한 전체코드는 다음과 같다.

function solution (n, build_frame) {
  const answer = [];
  
  for(const frame of build_frame) {
    const [x, y, fr, isInstall] = frame;
    
    if(isInstall) buildFrame(answer, x, y, fr);
    else destroyFrame(answer, x, y, fr);
  }
  
  return answer.sort((a, b) => a[0] === b[0] ? a[1] === b[1] ? a[2] - b[2] : a[1] - b[1] : a[0] - b[0]);
}

const checkPillar = (ans, x, y) => {
  if(y === 0) return true;
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y-1 && fr === 0)) return true;
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y && fr===1)) return true;
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x-1 && b===y && fr===1)) return true;
  return false;
}

const checkPlate = (ans, x, y) => {
  if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x && b===y-1 && fr===0)) return true;
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x+1 && b===y-1 && fr===0)) return true;
  else if(ans.find(([a, b, fr]) => a===x+1 && b===y && fr===1) &&
          ans.find(([a, b, fr]) => a===x-1 && b===y && fr===1)) return true;
  return false;
}

const buildFrame = (ans, x, y, frame) => {
  if(frame) {
    if(checkPlate(ans, x, y)) ans.push([x, y, frame]);
  }
  else {
    if(checkPillar(ans, x, y)) ans.push([x, y, frame]);
  }
}

const destroyFrame = (ans, x, y, frame) => {
  const copy = ans.slice();
  const idx = ans.findIndex(([a, b, fr]) => a===x && b===y && fr===frame);
  
  copy.splice(idx, 1);
  
  for(const frs of copy) {
    const [xpos, ypos, fr] = frs;
    
    if(fr) {
      if(!checkPlate(copy, xpos, ypos)) return;
    }
    else {
      if(!checkPillar(copy, xpos, ypos)) return;
    }
  }
  
  ans.splice(idx, 1);       
}

출처

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60061

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