행렬 테두리 회전하기(Java)

bearMin·2024년 3월 15일

🎯문제

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

코드

class Solution {
    public int[] solution(int rows, int columns, int[][] queries) {
        int[] answer = new int[queries.length];
        // rows x columns 크기의 배열 생성
        int[][] matrix = new int[rows][columns];
        int value = 1;
        
        // 배열의 값 초기화
        for(int i = 0; i < rows; i++)
            for(int j = 0; j < columns; j++)
                matrix[i][j] = value++;
        
        // 회전하는 횟수만큼 반복
        for(int i = 0; i < queries.length; i++) {
        	// 좌측 상단의 x, y 좌표
            int x1 = queries[i][0] - 1;
            int y1 = queries[i][1] - 1;
            // 우측 하단의 x, y 좌표
            int x2 = queries[i][2] - 1;
            int y2 = queries[i][3] - 1;
            
            // 계산할 첫번째 값을 따로 저장
            int temp = matrix[x1][y2];
            // 해당 값부터 회전하는 모든 값을 비교
            answer[i] = temp;
            
            // 숫자를 우측으로 이동
            for(int y = y2 - 1; y >= y1; y--) {
                answer[i] = Math.min(answer[i], matrix[x1][y]);
                matrix[x1][y+1] = matrix[x1][y];
            }
            
            // 숫자를 위쪽으로 이동
            for(int x = x1 + 1; x <= x2; x++) {
                answer[i] = Math.min(answer[i], matrix[x][y1]);
                matrix[x-1][y1] = matrix[x][y1];
            }
            
            // 숫자를 좌측으로 이동
            for(int y = y1 + 1; y <= y2; y++) {
                answer[i] = Math.min(answer[i], matrix[x2][y]);
                matrix[x2][y-1] = matrix[x2][y];
            }
            
            // 숫자를 아래쪽으로 이동
            for(int x = x2 - 1; x >= x1; x--) {
                answer[i] = Math.min(answer[i], matrix[x][y2]);
                matrix[x+1][y2] = matrix[x][y2];
            }
            
            // 맨 처음 값을 마지막에 저장
            matrix[x1+1][y2] = temp;
        }
        
        return answer;
    }
}

설명

배열을 사용하고, 직접 구현을 진행하였다.

answer의 배열의 크기는 queries.length이다. 또한 회전을 해주기 위한 배열을 생성해준다. 이때 크기는 rows x columns 이며, 배열의 값을 value 변수를 사용해서 값을 직접 넣어준다.

회전을 해야하는 횟수만큼 반복을 진행한다. queries[i][0], queries[i][1]에 있는 값은 좌측 상단의 x, y 좌표이고, queries[i][2], queries[i][3]에 있는 값은 우측 하단의 x, y 좌표이다.

이후 계산할 첫번째 값을 따로 저장해둔다. 회전을 하는 순간 값을 바꿔주기 때문에 기존에 있던 값을 저장할 공간이 따로 필요하다. 지금 당장이 아닌 나중에 쓰일 것이다.

숫자를 회전시켜준다. 이때 위쪽부터 차례대로 진행을 하는데 숫자를 오른쪽 -> 위쪽 -> 왼쪽 -> 아래쪽 순서대로 회전을 시켜준다.

이때 회전방식은 덮어씌우는 방식으로 1 2 3 4 라는 숫자를 오른쪽으로 회전한다고 했을 때, 1 2 3 3 -> 1 2 2 3 -> 1 1 2 3 의 순으로 진행을 하며 마지막 1은 위쪽으로 회전할 때 값이 바뀌게 된다.

이런 식으로 값을 계산하다보면 맨 처음 4라는 숫자를 계산하는 맨 마지막에 넣어줘야하는데 이때 위에서 저장했던 첫번째 값을 가져와서 저장해준다.

이 회전의 진행 중간에 Math.min 함수 호출을 통해 움직이는 값 중 가장 작은 값을 찾아서 answer[i]에 저장을 한다. 첫번째 회전이면 answer[0]에, 두번째 회전이면 answer[1]에 저장이 되므로, 순서대로 반복문을 진행하고 모든 반복문이 종료된 뒤에 answer를 반환하면 문제를 해결할 수 있다!


💡느낀 점

어떠한 규칙이 존재하는 것이 아니라 직접 회전을 시켜가면서 푸는 문제라 구현을 하는데 시간이 좀 걸렸다. 특히 회전하는 부분에서 어떻게 회전을 시켜야하는지 고민을 하다가 코드를 짜는데 중간중간 많이 헷갈려서 틀렸던 것 같다. 그래도 역시 직접 구현을 해보면서 푸는 문제는 다른 자료구조를 사용하는 문제보다 흥미롭게 풀 수 있어서 좋은 것 같다!


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