[Python] 백준 #14442 벽 부수고 이동하기 2

📚문제: #14442 벽 부수고 이동하기 2(Gold 3)

N×M의 행렬로 표현되는 맵이 있다. 맵에서 0은 이동할 수 있는 곳을 나타내고, 1은 이동할 수 없는 벽이 있는 곳을 나타낸다. 당신은 (1, 1)에서 (N, M)의 위치까지 이동하려 하는데, 이때 최단 경로로 이동하려 한다. 최단경로는 맵에서 가장 적은 개수의 칸을 지나는 경로를 말하는데, 이때 시작하는 칸과 끝나는 칸도 포함해서 센다.

만약에 이동하는 도중에 벽을 부수고 이동하는 것이 좀 더 경로가 짧아진다면, 벽을 K개 까지 부수고 이동하여도 된다.

한 칸에서 이동할 수 있는 칸은 상하좌우로 인접한 칸이다.

맵이 주어졌을 때, 최단 경로를 구해 내는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N(1 ≤ N ≤ 1,000), M(1 ≤ M ≤ 1,000), K(1 ≤ K ≤ 10)이 주어진다. 다음 N개의 줄에 M개의 숫자로 맵이 주어진다. (1, 1)과 (N, M)은 항상 0이라고 가정하자.

출력

첫째 줄에 최단 거리를 출력한다. 불가능할 때는 -1을 출력한다.

예제 모음

(입력1)
6 4 1
0100
1110
1000
0000
0111
0000

(출력1)
15

(입력2)
6 4 2
0100
1110
1000
0000
0111
0000

(출력2)
9

아이디어 및 구현

• N×M 크기의 2차원 리스트를 K+1개 포함하는 visited 리스트를 생성한다.
  이 때, visited[i][r][c]는 벽을 i개 부쉈을 때 (r,c)까지 도달하는 최소거리를 의미한다.

visited = []

for i in range(K+1):
    
    temp = [[0] * M for _ in range(N)]
    
    visited.append(temp)

    # 시작지점 초기화
    visited[i][0][0] = 1

• BFS 알고리즘을 작성한다.【벽 부수고 이동하기 1】과 마찬가지로 이웃좌표로 이동가능할 떄('0'일때) 또는 이웃좌표가 벽일 때('1'일떄)로 나누어서 처리한다. 이 때 현재까지 부순 벽의 수가 K개이고 이웃좌표가 벽이면 더 이상 벽을 부술 수 없다.

# BFS 알고리즘
def BFS(start):
    
    # 4방향
    dr = [-1, 1, 0, 0]
    dc = [0, 0, -1, 1]
    
    # 큐
    queue = deque([[0, start]])
    
    # 큐가 빌 때까지 반복
    while queue:
        
        # 벽을 부순 횟수와 현재위치
        wall, cur = queue.popleft()

        # 현재위치
        cur_r, cur_c = cur
        
        # 4방향
        for i in range(4):
            
            move_r, move_c = cur_r + dr[i], cur_c + dc[i]
            
            # 주어진 영역을 벗어나지 않으면서
            if 0 <= move_r <= N-1 and 0 <= move_c <= M-1:
                
                # 이동가능할 때
                if graph[move_r][move_c] == 0 and visited[wall][move_r][move_c] == 0:
                    
                    visited[wall][move_r][move_c] = visited[wall][cur_r][cur_c] + 1
                    
                    # 큐에 추가
                    queue.append([wall, [move_r, move_c]])
                    
                # 벽일 때
                elif graph[move_r][move_c] == '*':
                    
                    # 지금까지 부순 벽의 개수가 K개보다 작을 때
                    if wall < K and visited[wall+1][move_r][move_c] == 0:
                        
                        visited[wall+1][move_r][move_c] = visited[wall][cur_r][cur_c] + 1
                        
                        # 큐에 추가
                        queue.append([wall+1, [move_r, move_c]])

전체 코드

import sys
from collections import deque

def BFS(start):
    
    # 4방향
    dr = [-1, 1, 0, 0]
    dc = [0, 0, -1, 1]
    
    # 큐
    queue = deque([[0, start]])
    
    # 큐가 빌 때까지 반복
    while queue:
        
        # 벽을 부순 횟수와 현재위치
        wall, cur = queue.popleft()

        # 현재위치
        cur_r, cur_c = cur
        
        # 4방향
        for i in range(4):
            
            move_r, move_c = cur_r + dr[i], cur_c + dc[i]
            
            # 주어진 영역을 벗어나지 않으면서
            if 0 <= move_r <= N-1 and 0 <= move_c <= M-1:
                
                # 이동가능할 때
                if graph[move_r][move_c] == 0 and visited[wall][move_r][move_c] == 0:
                    
                    visited[wall][move_r][move_c] = visited[wall][cur_r][cur_c] + 1
                    
                    # 큐에 추가
                    queue.append([wall, [move_r, move_c]])
                    
                # 벽일 때
                elif graph[move_r][move_c] == '*':
                    
                    # 지금까지 부순 벽의 개수가 K개보다 작을 때
                    if wall < K and visited[wall+1][move_r][move_c] == 0:
                        
                        visited[wall+1][move_r][move_c] = visited[wall][cur_r][cur_c] + 1
                        
                        # 큐에 추가
                        queue.append([wall+1, [move_r, move_c]])
                        
# N, M, K가 주어진다.
N, M, K = map(int, sys.stdin.readline().split())

# 그래프 초기화
graph = []

# N개의 줄에 걸쳐 M개의 숫자가 주어진다.
for _ in range(N):
    
    graph.append(list(map(int, sys.stdin.readline().rstrip())))

# 벽인 곳은 '*'로 변경
for i in range(N):
    
    for j in range(M):
        
        if graph[i][j] == 1:
            
            graph[i][j] = '*'
            
# visited 리스트를 생성한다. visited[i][r][c]는 벽을 i개 부쉈을 때 (r,c)까지 도달하는 최소거리이다.
visited = []

for i in range(K+1):
    
    temp = [[0] * M for _ in range(N)]
    
    visited.append(temp)

    # 시작지점 초기화
    visited[i][0][0] = 1

# BFS Algorithm Execute
s = [0,0]
BFS(s)

# 최단거리 후보 집합
min_dist = []
for i in range(K+1):
    
    min_dist.append(visited[i][N-1][M-1])

# 중복 제거
min_dist = list(set(min_dist))

# 도달할 수 없을 때, 즉 모든 visited[i][N-1][M-1]이 0일 때
if min(min_dist) == 0 and len(min_dist) == 1:
    
    print(-1)

# 도달 가능할 때, 0이 있다면 0을 제거하고 최솟값 출력
else:
    
    if 0 in min_dist:
        
        min_dist.remove(0)
    
    print(min(min_dist))