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문제
로봇개발자 "무지"는 한 달 앞으로 다가온 "카카오배 로봇경진대회"에 출품할 로봇을 준비하고 있습니다. 준비 중인 로봇은 2 x 1 크기의 로봇으로 "무지"는 "0"과 "1"로 이루어진 N x N 크기의 지도에서 2 x 1 크기인 로봇을 움직여 (N, N) 위치까지 이동 할 수 있도록 프로그래밍을 하려고 합니다. 로봇이 이동하는 지도는 가장 왼쪽, 상단의 좌표를 (1, 1)로 하며 지도 내에 표시된 숫자 "0"은 빈칸을 "1"은 벽을 나타냅니다. 로봇은 벽이 있는 칸 또는 지도 밖으로는 이동할 수 없습니다. 로봇은 처음에 아래 그림과 같이 좌표 (1, 1) 위치에서 가로방향으로 놓여있는 상태로 시작하며, 앞뒤 구분없이 움직일 수 있습니다.
로봇이 움직일 때는 현재 놓여있는 상태를 유지하면서 이동합니다. 예를 들어, 위 그림에서 오른쪽으로 한 칸 이동한다면 (1, 2), (1, 3) 두 칸을 차지하게 되며, 아래로 이동한다면 (2, 1), (2, 2) 두 칸을 차지하게 됩니다. 로봇이 차지하는 두 칸 중 어느 한 칸이라도 (N, N) 위치에 도착하면 됩니다.
로봇은 다음과 같이 조건에 따라 회전이 가능합니다.
위 그림과 같이 로봇은 90도씩 회전할 수 있습니다. 단, 로봇이 차지하는 두 칸 중, 어느 칸이든 축이 될 수 있지만, 회전하는 방향(축이 되는 칸으로부터 대각선 방향에 있는 칸)에는 벽이 없어야 합니다. 로봇이 한 칸 이동하거나 90도 회전하는 데는 걸리는 시간은 정확히 1초 입니다.
"0"과 "1"로 이루어진 지도인 board가 주어질 때, 로봇이 (N, N) 위치까지 이동하는데 필요한 최소 시간을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.
제한 사항
- board의 한 변의 길이는 5 이상 100 이하입니다.
- board의 원소는 0 또는 1입니다.
- 로봇이 처음에 놓여 있는 칸 (1, 1), (1, 2)는 항상 0으로 주어집니다.
- 로봇이 항상 목적지에 도착할 수 있는 경우만 입력으로 주어집니다.
입출력 예
board result
[[0, 0, 0, 1, 1],[0, 0, 0, 1, 0],[0, 1, 0, 1, 1],[1, 1, 0, 0, 1],[0, 0, 0, 0, 0]] 7
입출력 예 설명
문제에 주어진 예시와 같습니다.
로봇이 오른쪽으로 한 칸 이동 후, (1, 3) 칸을 축으로 반시계 방향으로 90도 회전합니다. 다시, 아래쪽으로 3칸 이동하면 로봇은 (4, 3), (5, 3) 두 칸을 차지하게 됩니다. 이제 (5, 3)을 축으로 시계 방향으로 90도 회전 후, 오른쪽으로 한 칸 이동하면 (N, N)에 도착합니다. 따라서 목적지에 도달하기까지 최소 7초가 걸립니다.
과정
- 처음에는 BFS 문제여서 금방 풀 수 있다고 생각했다. 하지만 회전 때문에 조금 복잡해졌다.
- [YJYOON's 님] 블로그에서 로봇이 방향 D로 평행이동이 가능할 경우 방향 D에 대한 2가지 회전 모두 가능하다. 라는 것을 참고하여 회전 가능 여부를 확인했다.
- Robot 클래스를 선언하고 이동가능 좌표를 뽑아내는 메소드를 만들어서 쉽게 접근하였다.
- 각 좌표의 가로 세로마다 동적계획법을 적용하여 효율성을 높였다.
코드
import java.util.*;
class Solution {
class Robot {
public Robot(int time, int x1, int y1, int x2, int y2) {
this.time = time;
this.x1 = x1;
this.y1 = y1;
this.x2 = x2;
this.y2 = y2;
}
public int time;
public int x1;
public int y1;
public int x2;
public int y2;
public ArrayList<int[]> getPosListRotate(int[][] board) {
ArrayList<int[]> result = new ArrayList<int[]>();
//수평일때
if(y1 == y2){
//아래로 회전
if(canMove(x1,y1+1,x2,y2+1,board)){
result.add(new int[]{x1,y1, x1, y1+1});
result.add(new int[]{x2,y2, x2, y2+1});
}
//위로 회전
if(canMove(x1,y1-1,x2,y2-1,board)){
result.add(new int[]{x1,y1-1, x1, y1});
result.add(new int[]{x2,y2-1, x2, y2});
}
}
//수직일때
if(x1 == x2){
//왼쪽으로 회전
if(canMove(x1-1,y1,x2-1,y2,board)){
result.add(new int[]{x1-1,y1, x1, y1});
result.add(new int[]{x2-1,y2, x2, y2});
}
//오른쪽으로 회전
if(canMove(x1+1,y1,x2+1,y2,board)){
result.add(new int[]{x1,y1, x1+1, y1});
result.add(new int[]{x2,y2, x2+1, y2});
}
}
return result;
}
public ArrayList<int[]> getPosListMove(int[][] board) {
ArrayList<int[]> result = new ArrayList<int[]>();
if(canMove(x1+1,y1,x2+1,y2,board)) result.add(new int[] {x1+1,y1,x2+1,y2});
if(canMove(x1-1,y1,x2-1,y2,board)) result.add(new int[] {x1-1,y1,x2-1,y2});
if(canMove(x1,y1+1,x2,y2+1,board)) result.add(new int[] {x1,y1+1,x2,y2+1});
if(canMove(x1,y1-1,x2,y2-1,board)) result.add(new int[] {x1,y1-1,x2,y2-1});
return result;
}
public boolean canMove(int x1, int y1,int x2, int y2, int[][] board){
if(x1 < 0 || x2 >= board.length || y1 < 0 || y2 >= board.length) return false;
if(board[y1][x1] == 1 || board[y2][x2] == 1) return false;
return true;
}
}
int[][][] memo;
public int solution(int[][] board) {
memo = new int[board.length][board.length][2];
for(int i=0; i<board.length; i++)
for(int j=0; j<board.length; j++){
memo[i][j][0] = 10001; //가로
memo[i][j][1] = 10001; //세로
}
Queue<Robot> queue = new LinkedList<Robot>();
queue.offer(new Robot(0,0,0,1,0));
while(!queue.isEmpty()){
Robot robot = queue.poll();
//도착
if(robot.x2 == board.length-1 && robot.y2 == board.length-1)
// break;
return robot.time;
//메모이제이션
if(robot.x1 == robot.x2 ) {//세로
if(robot.time >= memo[robot.y1][robot.x1][1])
continue;
else
memo[robot.y1][robot.x1][1] = robot.time;
}
if(robot.y1 == robot.y2){ //가로
if(robot.time >= memo[robot.y1][robot.x1][0])
continue;
else
memo[robot.y1][robot.x1][0] = robot.time;
}
//탐색
for(int[] pos : robot.getPosListMove(board))
queue.add(new Robot(robot.time+1,pos[0],pos[1],pos[2],pos[3]));
for(int[] pos : robot.getPosListRotate(board))
queue.add(new Robot(robot.time+1,pos[0],pos[1],pos[2],pos[3]));
}
return 0;
}
}