[Python/파이썬] 백준 14503번 로봇 청소기

14503번: 로봇 청소기

문제

로봇 청소기가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

로봇 청소기가 있는 장소는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북중 하나이다. 지도의 각 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있고, r은 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, c는 서쪽으로 부터 떨어진 칸의 개수이다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 위치를 청소한다.
2. 현재 위치에서 현재 방향을 기준으로 왼쪽방향부터 차례대로 탐색을 진행한다.
   1. 왼쪽 방향에 아직 청소하지 않은 공간이 존재한다면, 그 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번부터 진행한다.
   2. 왼쪽 방향에 청소할 공간이 없다면, 그 방향으로 회전하고 2번으로 돌아간다.
   3. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽인 경우에는, 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진을 하고 2번으로 돌아간다.
   4. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽이면서, 뒤쪽 방향이 벽이라 후진도 할 수 없는 경우에는 작동을 멈춘다.

로봇 청소기는 이미 청소되어있는 칸을 또 청소하지 않으며, 벽을 통과할 수 없다.

입력

첫째 줄에 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 50)

둘째 줄에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 바라보는 방향 d가 주어진다. d가 0인 경우에는 북쪽을, 1인 경우에는 동쪽을, 2인 경우에는 남쪽을, 3인 경우에는 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 장소의 상태가 북쪽부터 남쪽 순서대로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. 지도의 첫 행, 마지막 행, 첫 열, 마지막 열에 있는 모든 칸은 벽이다.

로봇 청소기가 있는 칸의 상태는 항상 빈 칸이다.

출력

로봇 청소기가 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

코드

• DFS

n, m = map(int, input().split())
# 로봇 위치 (r, c), d는 방향(0:북, 1:동, 2:남, 3:서)
r, c, d = map(int, input().split())
map_data = []
for _ in range(n):
    map_data.append(list(map(int, input().split())))

cleaned = [[False for _ in range(m)] for _ in range(n)]
cleaned[r][c] = True

# 북동남서
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]

ans = 1

def dfs(x, y, dir):
    global ans    

    for i in range(1, 5):
        nd = (dir - i) % 4
        nx = x + dx[nd]
        ny = y + dy[nd]
        if not cleaned[nx][ny] and map_data[nx][ny] == 0:
            cleaned[nx][ny] = True
            ans += 1
            dfs(nx, ny, nd)
            return
    # 4방향 모두 청소되어 있거나 벽인 경우
    bd = (dir + 2) % 4
    bx = x + dx[bd]
    by = y + dy[bd]
    if map_data[bx][by] == 1: # 후진 불가
        return
    dfs(bx, by, dir)
    
dfs(r, c, d)
print(ans)

DFS를 이용한 풀이이다.

1. 4방향에 대해 청소가 가능한 구역이 있는지 탐색한다.
   • 방향은 dx, dy 배열을 이용하였는데 북동남서 순서로 저장해주었으므로 왼쪽으로 돌려면 (현재방향 - 1) % 3하면 된다.
   • 왼쪽으로 90도씩 돌며 청소가 가능한 공간이 나온다면 청소했다고 표시하고, ans를 1 증가시키고, 그 칸에 대해 dfs를 호출한다.
2. 4방향을 돌았는데도 청소할 공간이 없다면 뒤로 갈 수 있는지 확인해본다.
   • 이때 (dir + 2) % 4하면 뒤쪽 방향이다. 
   • 뒤쪽이 벽이 아니라면 뒤쪽 칸으로 가서 dfs를 실행하는데 이때 바라보는 방향은 유지하므로 3번째 매개변수로 전달하는 방향은 원래의 방향을 넣어준다.
3. dfs 함수가 종료된 후 전역변수로 선언했던 ans 값을 출력해준다.

 

• BFS

from collections import deque

n, m = map(int, input().split())
# 로봇 위치 (r, c), d는 방향(0:북, 1:동, 2:남, 3:서)
r, c, d = map(int, input().split())
map_data = []
for _ in range(n):
    map_data.append(list(map(int, input().split())))
    
visited = [[False for _ in range(m)] for _ in range(n)]
visited[r][c] = True    # 방문 처리

# 북동남서
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]

ans = 1
q = deque([(r, c, d)])
tmp = 0

while q:
    x, y, dir = q.popleft()
    
    for i in range(4):
        dir = (dir - 1) % 4
        nx = x + dx[dir]
        ny = y + dy[dir]
        # 청소 가능한 경우
        if not visited[nx][ny] and map_data[nx][ny] == 0:   
            q.append((nx, ny, dir))
            visited[nx][ny] = True
            ans += 1
            tmp = 0
            break
        else:
            tmp += 1
    # 4방향 모두 청소 불가한 경우
    if tmp >= 4:
        bx = x - dx[dir]
        by = y - dy[dir]
        # 후진 불가
        if map_data[bx][by] == 1:
            break
        q.append((bx, by, dir))
        tmp = 0
print(ans)

BFS를 이용한 풀이이다.

1. 4방향에 대해 청소가 가능한 구역이 있는지 탐색한다.
   • 방향은 dx, dy 배열을 이용하였는데 북동남서 순서로 저장해주었으므로 왼쪽으로 돌려면 (현재방향 - 1) % 3하면 된다.
   • 왼쪽으로 90도씩 돌며 청소가 가능한 공간이 나온다면
     • 칸을 큐에 추가하고 방문 처리를 해준다
     • ans을 1 증가
     • tmp 초기화
     • 더 이상 원래 칸에서 돌면서 다른 방향을 보면 안되므로 break하여 for문 탈출
2. tmp가 4 이상이라면 4방향을 돌았는데도 청소할 공간이 없었다는 뜻이다. 그러므로 뒤로 갈 수 있는지 확인해본다.
   • 이때 (dir + 2) % 4하면 뒤쪽 방향이다. 
   • 뒤쪽이 벽이 아니라면 뒤쪽 칸을 큐에 추가해주고 tmp를 초기화해준다.
3. 위 과정을 큐가 빌 때까지 반복한 뒤 ans값을 출력해준다.

 

 

자꾸 답이 미묘하게 틀려서 왜 그런지 한참 헤맸는데 dx, dy로 방향 정할 때 북쪽이랑 남쪽을 바꿔써놔서 그런거였다...정말 별 실수를 다 한다...