[Python] 게임 맵 최단거리

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/1844

문제설명

ROR 게임은 두 팀으로 나누어서 진행하며, 상대 팀 진영을 먼저 파괴하면 이기는 게임입니다. 따라서, 각 팀은 상대 팀 진영에 최대한 빨리 도착하는 것이 유리합니다.

지금부터 당신은 한 팀의 팀원이 되어 게임을 진행하려고 합니다. 다음은 5 x 5 크기의 맵에, 당신의 캐릭터가 (행: 1, 열: 1) 위치에 있고, 상대 팀 진영은 (행: 5, 열: 5) 위치에 있는 경우의 예시입니다.

위 그림에서 검은색 부분은 벽으로 막혀있어 갈 수 없는 길이며, 흰색 부분은 갈 수 있는 길입니다. 캐릭터가 움직일 때는 동, 서, 남, 북 방향으로 한 칸씩 이동하며, 게임 맵을 벗어난 길은 갈 수 없습니다.
아래 예시는 캐릭터가 상대 팀 진영으로 가는 두 가지 방법을 나타내고 있습니다.

• 첫 번째 방법은 11개의 칸을 지나서 상대 팀 진영에 도착했습니다.

• 두 번째 방법은 15개의 칸을 지나서 상대팀 진영에 도착했습니다.

위 예시에서는 첫 번째 방법보다 더 빠르게 상대팀 진영에 도착하는 방법은 없으므로, 이 방법이 상대 팀 진영으로 가는 가장 빠른 방법입니다.

만약, 상대 팀이 자신의 팀 진영 주위에 벽을 세워두었다면 상대 팀 진영에 도착하지 못할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 경우에 당신의 캐릭터는 상대 팀 진영에 도착할 수 없습니다.

게임 맵의 상태 maps가 매개변수로 주어질 때, 캐릭터가 상대 팀 진영에 도착하기 위해서 지나가야 하는 칸의 개수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 상대 팀 진영에 도착할 수 없을 때는 -1을 return 해주세요.

제한사항

• maps는 n x m 크기의 게임 맵의 상태가 들어있는 2차원 배열로, n과 m은 각각 1 이상 100 이하의 자연수입니다.
  - n과 m은 서로 같을 수도, 다를 수도 있지만, n과 m이 모두 1인 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
• maps는 0과 1로만 이루어져 있으며, 0은 벽이 있는 자리, 1은 벽이 없는 자리를 나타냅니다.
• 처음에 캐릭터는 게임 맵의 좌측 상단인 (1, 1) 위치에 있으며, 상대방 진영은 게임 맵의 우측 하단인 (n, m) 위치에 있습니다.

입출력 예

maps	answer
[[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,1],[0,0,0,0,1]]	11
[[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,0],[0,0,0,0,1]]	-1

입출력 예 설명
입출력 예 #1
주어진 데이터는 다음과 같습니다.

캐릭터가 적 팀의 진영까지 이동하는 가장 빠른 길은 다음 그림과 같습니다.

따라서 총 11칸을 캐릭터가 지나갔으므로 11을 return 하면 됩니다.

입출력 예 #2
문제의 예시와 같으며, 상대 팀 진영에 도달할 방법이 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

문제풀이 과정

최단거리를 구하는 문제면 먼저 BFS와 자료구조 queue를 떠올렸다. 그리고 queue의 깊이에 따라 거리값을 얻다가 도착지점에 도달하면 최단거리를 return한다.

첫 번째 코드

from collections import deque


def solution(maps):
    # 상하좌우 이동 좌표
    dx = [-1, 1, 0, 0]
    dy = [0, 0, -1, 1]

    visited = [
        [False for i in range(len(maps[0]))] for j in range(len(maps))
    ]  # 2D로 방문 행렬 초기화

    q = deque()
    x, y, distance = 0, 0, 1  # x,y 위치와 제자리인 것 세줘야해서 1이다
    q.append([x, y, distance])
    visited[x][y] = True

    while q:
        x, y, distance = q.popleft()
        if x == len(maps) - 1 and y == len(maps[0]) - 1:  # x,y가 도착지점에 도달했는지 먼저 확인하기
            return distance

        elif maps[x][y] == 1 and visited[x][y] == False:
            visited[x][y] = True
            distance += 1
            for i in range(4):
                nx = x + dx[i] # nx, ny로 받아줘야 x값이 변하지 않는다
                ny = y + dy[i] 
                if 0 <= nx < len(maps) - 1 and 0 <= ny < len(maps[0]) - 1:
                    q.append([nx, ny, distance])

    return -1  # while을 모두 빠져나왔다는 것은 도착지점에 도달 못했다는 것을 의미한다

도착지점에 도달하지 못했다면 elif문으로 들어가 움직인 위치가 maps[x][y] 1이고 visited[x][y]이 False로 아직 방문하지 않은 것을 확인하려 했다. 그러나 for 문에서 이동거리 증가한 코드가 뒤에있어 초기 x,y는 0,0으로 고정되어 있고 visited도 True로 되어있어 return 값이 -1로 출력되었다. 그래서 for문을 앞으로 움직였다. 또, 처음에 x+=dx[i]로 작성해서 오류가 났었다. 그래서 nx = x+dx[i]로 바꾸어 작성 해주었다. 그리고 0<= nx < len(maps)-1이 아니라 0<= nx < len(maps)인 것으로 수정해주었다.

최종 코드

from collections import deque


def solution(maps):
    n = len(maps)  # 행
    m = len(maps[0])  # 열

    # 상하좌우 이동 좌표
    dx = [-1, 1, 0, 0]
    dy = [0, 0, -1, 1]

    visited = [[False for i in range(m)] for j in range(n)]  # 2D로 방문 행렬 초기화

    q = deque()
    x, y, distance = 0, 0, 1  # x,y 위치와 제자리인 것 세줘야해서 1이다
    q.append([x, y, distance])
    visited[x][y] = True # 시작 위치는 True로 초기화

    while q:
        x, y, distance = q.popleft()
        if x == n - 1 and y == m - 1:  # x,y가 도착지점에 도달했는지 먼저 확인
            return distance

        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if (
                0 <= nx < n
                and 0 <= ny < m
                and maps[nx][ny] == 1
                and visited[nx][ny] == False
            ):
                visited[nx][ny] = True
                q.append([nx, ny, distance+1])

    return -1  # while을 모두 빠져나왔다는 것은 도착지점에 도달 못했다는 것을 의미한다

행렬을 더 보기 좋게 n,m으로 조정했다. elif 문에 있던 조건들을 for문 내부의 if문에 넣어주었다. 그리고 distance+=1은 q.append([nx,ny,distance+1])로 하나로 합쳤다.