[Programmers] 자물쇠와 열쇠 (Java)

오태호·2022년 9월 30일
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프로그래머스

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1.  문제 링크

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/72413

2.  문제

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.

3.  제한사항

  • 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.

입출력 예

4.  소스코드

class Solution {
    public static boolean solution(int[][] key, int[][] lock) {
		int kLen = key.length, lLen = lock.length;
		int len = kLen * 2 + lLen - 2;
		int[][] expandArr = new int[len][len];
		for(int row = kLen - 1; row < kLen + lLen - 1; row++) {
			for(int col = kLen - 1; col < kLen + lLen - 1; col++) {
				expandArr[row][col] = lock[row - (kLen - 1)][col - (kLen - 1)];
			}
		}
		
		for(int direction = 0; direction < 4; direction++) {
			if(isRight(expandArr, key, kLen, lLen)) {
				return true;
			}
			rotate(key);
		}
		return false;
	}
	
	public static void rotate(int[][] key) {
		int[][] rotateKey = new int[key.length][key.length];
		for(int row = 0; row < key.length; row++) {
			for(int col = 0; col < key.length; col++) {
				rotateKey[row][col] = key[(key.length - 1) - col][row];
			}
		}
		for(int row = 0; row < key.length; row++) {
			for(int col = 0; col < key.length; col++) {
				key[row][col] = rotateKey[row][col];
			}
		}
	}
	
	public static boolean isRight(int[][] expandArr, int[][] key, int kLen, int lLen) {
		int len = expandArr.length;
		for(int row = 0; row < len - kLen + 1; row++) {
			for(int col = 0; col < len - kLen + 1; col++) {
				for(int kRow = 0; kRow < kLen; kRow++) {
					for(int kCol = 0; kCol < kLen; kCol++) {
						expandArr[row + kRow][col + kCol] += key[kRow][kCol];
					}
				}
				boolean flag = true;
				for(int kRow = kLen - 1; kRow < kLen + lLen - 1; kRow++) {
					for(int kCol = kLen - 1; kCol < kLen + lLen - 1; kCol++) {
						if(expandArr[kRow][kCol] != 1) {
							flag = false;
							break;
						}
					}
					if(!flag) break;
				}
				if(flag) return true;
				for(int kRow = 0; kRow < kLen; kRow++) {
					for(int kCol = 0; kCol < kLen; kCol++) {
						expandArr[row + kRow][col + kCol] -= key[kRow][kCol];
					}
				}
			}
		}
		return false;
	}
}

5.  접근

  • 해당 문제는 주어진 lock 배열을 확장시켜 모든 위치에 key를 대입시켜본 후 일치할 수 있는지 아닌지 판단하여 풀 수 있습니다.
  • expandArr라는 새로운 배열을 만드는데, 이 배열의 길이는 (key의 길이 * 2 + lock의 길이 - 2)가 됩니다.
    • expandArr의 가운데에는 lock 배열의 원소들이 들어가있습니다.
    • expandArr은 lock의 (0, 0) 좌표에 있는 원소부터 차례대로 key와 일치하는지 알아보기 위해 생성합니다.
    • 위 예시를 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.
  • key를 expandArr의 (0, 0)부터 마지막까지 오른쪽으로 밀면서 lock과 비교하여 lock의 모든 홈 부분을 맞게 채웠는지 확인합니다.
  • 홈을 채웠는지 확인할 때는 key와 lock의 각 원소를 더하게 되는데, 더한 후에 결과가 1이라면 이는 돌기 부분과 홈 부분이 만난 것을 의미합니다.
  • key를 네 방향으로 돌리면서 각 방향에서 key와 lock을 위 방법처럼 비교하고 만약 그 중 홈을 모두 채우는 경우가 존재한다면 true를 반환하고 그러한 경우가 없다면 false를 반환합니다.
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