[프로그래머스/C++] 게임 맵 최단거리 - BFS (너비우선탐색)
- 게임 맵 최단거리
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 #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.
위 문제는 캐릭터가 적 팀의 진영까지 이동하는 가장 빠른 길, 즉 최단거리를 구하는 문제이다.
이전에 DFS를 공부하면서 최단거리?! 하면 BFS로 문제를 푼다! 라고 했었다.
BFS는 큐(Queue)를 이용하여 구현할 수 있다.
위와 같은 문제에서는 맵이 2차원 배열로 주어져있고, 캐릭터가 움직여야 하기 때문에 캐릭터의 움직임 한번마다 상하좌우가 이동할 수 있는 지점인지 검사하였다.
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
struct Node
{
int x;
int y;
int cnt;
};
int solution(vector<vector<int>> maps)
{
bool visit[100][100] = { false };
queue<Node> que;
visit[0][0] = true;
que.push({ 0,0,1 });
// 상 : {0, -1}
// 하 : {0, 1}
// 좌 : {-1, 0}
// 우 : {1, 0}
vector<int> visitX = { 0,0,-1,1 };
vector<int> visitY = { -1,1,0,0 };
while (!que.empty())
{
for (int i = 0; i < visitX.size(); i++)
{
Node dest = { que.front().x + visitX[i], que.front().y + visitY[i], que.front().cnt + 1 };
if (dest.x < 0 || dest.y < 0 || dest.x >= maps[0].size() || dest.y >= maps.size()) continue;
if (visit[dest.x][dest.y]) continue;
if (maps[dest.y][dest.x] == 0) continue;
if (dest.x == maps[0].size() - 1 && dest.y == maps.size() - 1)
return dest.cnt;
que.push(dest);
visit[dest.x][dest.y] = true;
}
que.pop();
}
return -1;
}
큐에는 이동한 지점과, 캐릭터가 이동한 횟수를 저장하기 위해 x, y, cnt를 구조체 Node로 만들어주었다.
캐릭터의 상하좌우 검사를 위해 visitX와 visitY 배열을 만들어 for문을 4번씩 돌면서 검사하였다.
이 문제를 풀면서 가장 어려웠던건 Node의 cnt를 언제 올려줘야하는지와, 방문 지점의 인덱스 범위를 검사할 때 maps.size()는 알겠는데 maps[?].size()를 어떻게 줘야할지 헷갈렸다.
처음에는 maps[dest.x].size()로 구하였는데, 행과 열의 크기가 같지 않은 경우가 오류나서 maps[0].size()로 바꿔주었더니 오류가 해결되었다.
또한 이 문제의 핵심은 캐릭터의 출발지점 {0,0}을 미리 방문한 지점으로 bool 변수를 설정해주고, queue에 삽입해놓고 시작하는 것이다.
처음에는 뭣도모르고 2중 for문을 돌리면서 이 지점을 어떻게 다 검사하지...? 하고 멍때리고있었는데
BFS로 푸는 방식을 공부하면서 캐릭터가 이동한 지점만 큐에 넣고, 큐에 있는 지점의 상하좌우만 검사하며 앞으로 나아가는 방법을 깨닫게되었다.