[프로그래머스] 경주로 건설

 

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코딩테스트 연습 - 경주로 건설

 

문제설명

건설회사의 설계사인 죠르디는 고객사로부터 자동차 경주로 건설에 필요한 견적을 의뢰받았습니다.
제공된 경주로 설계 도면에 따르면 경주로 부지는 N x N 크기의 정사각형 격자 형태이며 각 격자는 1 x 1 크기입니다.
설계 도면에는 각 격자의 칸은 0 또는 1 로 채워져 있으며, 0은 칸이 비어 있음을 1은 해당 칸이 벽으로 채워져 있음을 나타냅니다.
경주로의 출발점은 (0, 0) 칸(좌측 상단)이며, 도착점은 (N-1, N-1) 칸(우측 하단)입니다. 죠르디는 출발점인 (0, 0) 칸에서 출발한 자동차가 도착점인 (N-1, N-1) 칸까지 무사히 도달할 수 있게 중간에 끊기지 않도록 경주로를 건설해야 합니다.
경주로는 상, 하, 좌, 우로 인접한 두 빈 칸을 연결하여 건설할 수 있으며, 벽이 있는 칸에는 경주로를 건설할 수 없습니다.
이때, 인접한 두 빈 칸을 상하 또는 좌우로 연결한 경주로를 직선 도로 라고 합니다.
또한 두 직선 도로가 서로 직각으로 만나는 지점을 코너 라고 부릅니다.
건설 비용을 계산해 보니 직선 도로 하나를 만들 때는 100원이 소요되며, 코너를 하나 만들 때는 500원이 추가로 듭니다.
죠르디는 견적서 작성을 위해 경주로를 건설하는 데 필요한 최소 비용을 계산해야 합니다.

예를 들어, 아래 그림은 직선 도로 6개와 코너 4개로 구성된 임의의 경주로 예시이며, 건설 비용은 6 x 100 + 4 x 500 = 2600원 입니다.

또 다른 예로, 아래 그림은 직선 도로 4개와 코너 1개로 구성된 경주로이며, 건설 비용은 4 x 100 + 1 x 500 = 900원 입니다.

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도면의 상태(0은 비어 있음, 1은 벽)을 나타내는 2차원 배열 board가 매개변수로 주어질 때, 경주로를 건설하는데 필요한 최소 비용을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

 

제한사항

• board는 2차원 정사각 배열로 배열의 크기는 3 이상 25 이하입니다.
• board 배열의 각 원소의 값은 0 또는 1 입니다.
  • 도면의 가장 왼쪽 상단 좌표는 (0, 0)이며, 가장 우측 하단 좌표는 (N-1, N-1) 입니다.
  • 원소의 값 0은 칸이 비어 있어 도로 연결이 가능함을 1은 칸이 벽으로 채워져 있어 도로 연결이 불가능함을 나타냅니다.
• board는 항상 출발점에서 도착점까지 경주로를 건설할 수 있는 형태로 주어집니다.
• 출발점과 도착점 칸의 원소의 값은 항상 0으로 주어집니다.

 

 

입출력 예

 

 

입출력 예 설명

입출력 예 #1

본문의 예시와 같습니다.

입출력 예 #2

위와 같이 경주로를 건설하면 직선 도로 18개, 코너 4개로 총 3800원이 듭니다.

입출력 예 #3

위와 같이 경주로를 건설하면 직선 도로 6개, 코너 3개로 총 2100원이 듭니다.

입출력 예 #4

붉은색 경로와 같이 경주로를 건설하면 직선 도로 12개, 코너 4개로 총 3200원이 듭니다.
만약, 파란색 경로와 같이 경주로를 건설한다면 직선 도로 10개, 코너 5개로 총 3500원이 들며, 더 많은 비용이 듭니다.

 

풀이

이 문제는 카카오의 풀이와 다른 사람의 코드를 참고하여 풀었다. bfs를 이용하여 가능한 모든 방향을 탐색하면서 현재 방향과 진행했을때 방향을 체크하고 같은 경우에는 직선도로 다른 경우에는 코너를 추가하면서 N,N까지 도착했을 때 비용 중에서 가장 싼 비용을 선택하면된다.

 

N = len(board)
    ROW, COL, PRICE, NOW_D = 0, 1, 2, 3
    UP, DOWN, LEFT, RIGHT = 0, 1, 2, 3
    directon = [(-1, 0, UP), (1, 0, DOWN), (0, 1, RIGHT), (0, -1, LEFT)]
    visited = {(0, 0): 0}
    dq = deque()

이 분은 리스트의 각 항목을 쉽게 구분하기 위해서 미리 정의하여 쓰고 있는데 좋은 방법인 것 같다.

#시작지점에서 오른쪽과 아래쪽으로 도로를 설치하는 것을 초기값으로 지정
    if board[0][1] == 0 :
        dq.append((0, 1, 100, RIGHT))
        visited[(0, 1)] = 100
    if board[1][0] == 0 :
        dq.append((1, 0, 100, DOWN))
        visited[(1, 0)] = 100

먼저 시작 지점을 기준으로 아래쪽과 밑쪽을 queue에 넣는다.

 

while dq:
        now = dq.popleft()
        #마지막 좌표까지 도착하면 해당 해당 값을 후보에 더한다.
        if now[ROW] == N-1 and now[COL] == N-1 :
            total.append(now[PRICE])

            
        for dy, dx, d in directon:
            #방향이 동일한 경우
            if now[NOW_D] == d:
                next_p = (now[ROW] + dy, now[COL] + dx, now[PRICE] + 100, d) 
            #방향이 다른 경우
            else:
                next_p = (now[ROW] + dy, now[COL] + dx, now[PRICE] + 600, d)
            check = (next_p[ROW], next_p[COL])

            if 0 <= next_p[COL] < N and 0 <= next_p[ROW] < N and board[next_p[ROW]][next_p[COL]] == 0:
                if check in visited and visited[check] < next_p[PRICE]:
                    continue
                dq.append(next_p)
                visited[check] = next_p[PRICE]

 

다음 좌표를 계산해서 진행 방향이 지금 방향과 같은 경우에는 직선도로이기 때문에 + 100
방향이 다른 경우에는 코너를 만들어야하기 때문에 + 600을 더해준다.

그리고 다음 좌표 next_x, next_y가 범위 안의 숫자고 board가 벽이 아니라면
방문했는지 체크하고 방문했을 경우에는 더 적은 비용인 경우에만 queue에 추가
방문하지 않았다면 바로 queue에 추가한다.

좌표가 배열의 N-1, N-1에 도착하면 total 리스트에 append해서 마지막에 total리스트에서 가장 작은 값이 N, N에 도착한 경우 중 최소의 비용으로 다리를 생성하는 경우가 된다.

 

전체 코드

from collections import deque

def solution(board):
    N = len(board)
    ROW, COL, PRICE, NOW_D = 0, 1, 2, 3
    UP, DOWN, LEFT, RIGHT = 0, 1, 2, 3
    directon = [(-1, 0, UP), (1, 0, DOWN), (0, 1, RIGHT), (0, -1, LEFT)]
    visited = {(0, 0): 0}
    dq = deque()
    
    #시작지점에서 오른쪽과 아래쪽으로 도로를 설치하는 것을 초기값으로 지정
    if board[0][1] == 0 :
        dq.append((0, 1, 100, RIGHT))
        visited[(0, 1)] = 100
    if board[1][0] == 0 :
        dq.append((1, 0, 100, DOWN))
        visited[(1, 0)] = 100
    
    answer = []
    
    while dq:
        now = dq.popleft()
        #마지막 좌표까지 도착하면 해당 해당 값을 후보에 더한다.
        if now[ROW] == N-1 and now[COL] == N-1 :
            answer.append(now[PRICE])

            
        for dy, dx, d in directon:
            #방향이 동일한 경우
            if now[NOW_D] == d:
                next_p = (now[ROW] + dy, now[COL] + dx, now[PRICE] + 100, d) 
            #방향이 다른 경우
            else:
                next_p = (now[ROW] + dy, now[COL] + dx, now[PRICE] + 600, d)
            check = (next_p[ROW], next_p[COL])

            if 0 <= next_p[COL] < N and 0 <= next_p[ROW] < N and board[next_p[ROW]][next_p[COL]] == 0:
                if check in visited and visited[check] < next_p[PRICE]:
                    continue
                dq.append(next_p)
                visited[check] = next_p[PRICE]
    
    
    return min(answer)