[99클럽 코테 스터디 35일차 TIL] 프로그래머스 - 게임 맵 최단거리

99클럽 코테 스터디 35일차 TIL 입니다.

[level 2] 게임 맵 최단거리 - 1844

문제 링크

구분

코딩테스트 연습 > 깊이／너비 우선 탐색（DFS／BFS）

문제 설명

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.

최단거리1_sxuruo.png

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.

최단거리2_hnjd3b.png

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

최단거리3_ntxygd.png

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.

최단거리4_of9xfg.png

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.

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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.

최단거리6_lgjvrb.png

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

최단거리2_hnjd3b (1).png

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.

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풀이 코드

import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;

class Solution {
    
    private int[] dx = {0, 0, 1, -1};
    private int[] dy = {-1, 1, 0, 0};
    
    public int solution(int[][] maps) {
        int answer = -1;
        int n = maps.length;
        int m = maps[0].length;
        boolean[][] visited = new boolean[n][m];
        Queue<int[]> q = new LinkedList<>();
        q.add(new int[]{0, 0, 1});
        while (!q.isEmpty()) {
            int[] p = q.poll();
            int px = p[0];
            int py = p[1];
            int k = p[2];
            if (visited[px][py]) continue;
            if (px == n - 1 && py == m - 1) {
                return k;
            }
            visited[px][py] = true;
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int x = px + dx[i];
                int y = py + dy[i];
                
                if (x >= 0 && y >= 0 && x < n && y < m && !visited[x][y] && maps[x][y] != 0) {
                    q.add(new int[]{x, y, k + 1});
                }
            }
        }
        return answer;
    }
}

• Time: 10.98 ms

• Memory: 54.9 MB

BFS 로 간단히 풀 수 있는 문제였는데 첫 풀이에서 효율성 테스트에서 시간 초과가 나왔다. while 문 내에서 방문한 좌표인 경우, continue 하는 조건문을 추가해주니 바로 통과됐다. 겹치는 좌표가 생길 수 있어서 맵이 크면 그만큼 효율성이 떨어졌던 것 같다.

위 풀이에서 boolean[][] visited 배열은 maps 배열의 방문한 위치 값을 0으로 변경해주면 없앨 수 있을 것 같고 큐에 넣으면서 방문 처리를 하면 겹치는 좌표도 생기지 않을 것 같다. 아래는 그렇게 개선한 풀이이다.

개선하기

import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;

class Solution {
    
    public int solution(int[][] maps) {
        int answer = -1;
        int n = maps.length;
        int m = maps[0].length;
        int[][] directions = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(new int[]{0, 0, 1});
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] peice = queue.poll();
            int x = peice[0];
            int y = peice[1];
            int distance = peice[2];
            if (x == n - 1 && y == m - 1) {
                return distance;
            }
            for (int[] dir : directions) {
                int dx = x + dir[0];
                int dy = y + dir[1];
                
                if (dx >= 0 && dy >= 0 && dx < n && dy < m && maps[dx][dy] != 0) {
                    queue.add(new int[]{dx, dy, distance + 1});
                    maps[dx][dy] = 0;
                }
            }
        }
        return answer;
    }
}

• Time: 9.01 ms

• Memory: 53.4 MB

성능이 조금 더 개선된걸 볼 수 있다.

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