[백준] 13460번 구슬탈출2 C++

https://www.acmicpc.net/problem/13460

구슬 탈출 2 성공분류

Gold III

시간 제한	메모리 제한	제출	정답	맞은 사람	정답 비율
2 초	512 MB	34692	9749	5150	25.110%

문제

스타트링크에서 판매하는 어린이용 장난감 중에서 가장 인기가 많은 제품은 구슬 탈출이다. 구슬 탈출은 직사각형 보드에 빨간 구슬과 파란 구슬을 하나씩 넣은 다음, 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼내는 게임이다.

보드의 세로 크기는 N, 가로 크기는 M이고, 편의상 1×1크기의 칸으로 나누어져 있다. 가장 바깥 행과 열은 모두 막혀져 있고, 보드에는 구멍이 하나 있다. 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 보드에서 1×1크기의 칸을 가득 채우는 사이즈이고, 각각 하나씩 들어가 있다. 게임의 목표는 빨간 구슬을 구멍을 통해서 빼내는 것이다. 이때, 파란 구슬이 구멍에 들어가면 안 된다.

이때, 구슬을 손으로 건드릴 수는 없고, 중력을 이용해서 이리 저리 굴려야 한다. 왼쪽으로 기울이기, 오른쪽으로 기울이기, 위쪽으로 기울이기, 아래쪽으로 기울이기와 같은 네 가지 동작이 가능하다.

각각의 동작에서 공은 동시에 움직인다. 빨간 구슬이 구멍에 빠지면 성공이지만, 파란 구슬이 구멍에 빠지면 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬이 동시에 구멍에 빠져도 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬은 동시에 같은 칸에 있을 수 없다. 또, 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 한 칸을 모두 차지한다. 기울이는 동작을 그만하는 것은 더 이상 구슬이 움직이지 않을 때 까지이다.

보드의 상태가 주어졌을 때, 최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 번째 줄에는 보드의 세로, 가로 크기를 의미하는 두 정수 N, M (3 ≤ N, M ≤ 10)이 주어진다. 다음 N개의 줄에 보드의 모양을 나타내는 길이 M의 문자열이 주어진다. 이 문자열은 '.', '#', 'O', 'R', 'B' 로 이루어져 있다. '.'은 빈 칸을 의미하고, '#'은 공이 이동할 수 없는 장애물 또는 벽을 의미하며, 'O'는 구멍의 위치를 의미한다. 'R'은 빨간 구슬의 위치, 'B'는 파란 구슬의 위치이다.

입력되는 모든 보드의 가장자리에는 모두 '#'이 있다. 구멍의 개수는 한 개 이며, 빨간 구슬과 파란 구슬은 항상 1개가 주어진다.

출력

최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 출력한다. 만약, 10번 이하로 움직여서 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 없으면 -1을 출력한다.

예제 입력 1 

5 5
#####
#..B#
#.#.#
#RO.#
#####

예제 출력 1 

1

예제 입력 2 

7 7
#######
#...RB#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

예제 출력 2 

5

예제 입력 3 

7 7
#######
#..R#B#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

예제 출력 3 

5

예제 입력 4 

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.#.#..#
#...#.O#.#
##########

예제 출력 4 

-1

예제 입력 5 

3 7
#######
#R.O.B#
#######

예제 출력 5 

1

예제 입력 6 

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.##...#
#O..#....#
##########

예제 출력 6 

7

예제 입력 7 

3 10
##########
#.O....RB#
##########

예제 출력 7 

-1

 

삼성 A형 기출 문제 중 1문제를 연습삼아 풀어보았다.

풀다보니 너무너무 예외 상황이 많다는 것을 느꼈다.

가지치기를 해야하는 조건들과 구슬을 움직일 때 등등...

모르겠다 싶을 땐 게시판 질문을 참고하여 끝내 해결할 수 있었다.

가지치기를 하고 안하고 메모리와 시간 차이가 꽤 났던 문제였다.

if (prev_dir != -1)     prev_dir = (prev_dir + 2) % 4;

채점 번호	아이디	문제 번호	결과	메모리	시간	언어	코드 길이	제출한 시간
19509504	myabc17	13460	맞았습니다!!	19656 KB	56 ms	C++14 / 수정	2251	5일 전
19509469	myabc17	13460	맞았습니다!!	3724 KB	8 ms	C++14 / 수정	2585	5일 전
19508919	myabc17	13460	틀렸습니다			C++14 / 수정	2502	5일 전
19507669	myabc17	13460	틀렸습니다			C++14 / 수정	2003	5일 전

● 풀이방법

1. 빨간 공과 파란 공의 위치를 저장한다.

2. 빨간 공을 기준으로 BFS 를 수행하며 몇가지 예외상황은 Queue에 넣지 않는다.

※ Queue로 사용한 구조체는 (빨간공위치, 파란공위치, 전에 왔던 방향) 에 대한 정보를 담고있다.

3. BFS를 수행하며 4가지 방향으로 움직일텐데 제약 조건은 아래와 같다.

3-1. 직전에 수행한 방향과 반대방향은 Queue에 넣지 않는다.

3-2. 해당 방향으로 move()를 수행했는데 파란공이 들어간 경우 Queue에 넣지 않는다.

※ move() 함수의 로직은 다음과 같다. (처음에 충돌에 대한 예외사항을 체크하지 못했었다....)

1. 빨간공을 먼저 해당 방향으로 움직인다. '#', 'O', 'B' 을 만나면 멈춘다. 단, 'B'를 만난 경우 crush 변수를 true로 변경한다. (추후, 다시 한번 더 빨간 공을 움직여야 하기 위함이다.)

2. 파란공을 해당 방향으로 움직이며 마찬가지로 '#', 'O', 'R' 을 만나면 멈춘다. 단 'R'을 만난 경우 crush 변수를 true로 변경한다.

3. crush가 true라면, 부딪혔다는 뜻이므로 순서를 바꾸어 다시 move 해주어야 올바른 위치로 굴러갈 수 있다. 파란공, 빨간공 순서로 다시 한번 움직여준다.

3. 파란공이 들어가지않고 빨간공이 들어갔다면 즉시 값을 return 한다. 그 값이 최솟값이 될 것이다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
 
using namespace std;
 
typedef struct axis {
    int x;
    int y;
}axis;
enum color {RED, BLUE};
 
axis dir[4] = { {1,0},{0,1},{-1,0},{0,-1} };
int N, M;
char map[10][10];
bool goal_red = false, goal_blue = false;
bool crush = false;
 
axis move_ball(axis pos1, axis pos2, int idx, int color) {
    char c = color == RED ? 'B' : 'R';
    while (map[pos1.y][pos1.x] != '#') {
        pos1.y += dir[idx].y;
        pos1.x += dir[idx].x;
        if (map[pos1.y][pos1.x] == 'O') {
            color == RED ? goal_red = true : goal_blue = true;
            return { -1,-1 };
        }
        if (pos1.y == pos2.y && pos1.x == pos2.x) {
            crush = true;
            break;
        }
    }
    return { pos1.x - dir[idx].x, pos1.y - dir[idx].y };
}
pair<axis, axis> move(axis red_pos, axis blue_pos, int idx) {
    crush = false;
    axis copy_red_pos = { red_pos.x, red_pos.y };
    axis copy_blue_pos = { blue_pos.x , blue_pos.y };
    
    red_pos = move_ball(red_pos, blue_pos, idx, RED);
    blue_pos = move_ball(blue_pos, red_pos, idx, BLUE);
    if (crush) {
        if (blue_pos.x != -1) blue_pos = move_ball(blue_pos, red_pos, idx, BLUE);
        if (red_pos.x != -1) red_pos = move_ball(red_pos, blue_pos, idx, RED);
    }
    return make_pair(red_pos, blue_pos);
}
 
int bfs(axis red, axis blue) {
    bool success = false;
    int count;
    queue<pair<pair<axis, axis>, int>> q;
    q.push(make_pair(make_pair(red, blue), -1));
    
    for (count = 1; count <= 10; count++) {
        queue<pair<pair<axis, axis>, int>> copy_q = q;
        while (!copy_q.empty()) {
            axis red_pos = copy_q.front().first.first;
            axis blue_pos = copy_q.front().first.second;
            int prev_dir = copy_q.front().second;
            if (prev_dir != -1)
                prev_dir = (prev_dir + 2) % 4; // 전에 왔던 곳 반대방향은 안가기위해서
            copy_q.pop();
            q.pop();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int new_x = red_pos.x + dir[i].x;
                int new_y = red_pos.y + dir[i].y;
                if (prev_dir != i) {
                    goal_red = goal_blue = false;
                    pair<axis, axis> temp = move(red_pos, blue_pos, i);
                    if (!goal_blue && !goal_red)
                        q.push(make_pair(temp, i));
                    else if (goal_red && !goal_blue)
                        return count;
                }
            }
        }
    }
    return -1;
}
 
int main() {
    cin.tie(NULL);
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    
    cin >> N >> M;
    axis red, blue;
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < M; j++) {
            cin >> map[i][j];
            if (map[i][j] == 'R') {
                red.y = i;
                red.x = j;
            }
            else if (map[i][j] == 'B') {
                blue.y = i;
                blue.x = j;
            }
        }
    }
    cout << bfs(red, blue) << endl;
    return 0;
}

언제나 코드설명의 비효율적인 부분이나 틀린 부분은 지적해주시면 감사하겠습니다!

읽어주셔서 감사합니다.