[Python/파이썬] 백준 13459번 구슬 탈출

13459번: 구슬 탈출

 

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, 10번 이하로 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

파란 구슬을 구멍에 넣지 않으면서 빨간 구슬을 10번 이하로 움직여서 빼낼 수 있으면 1을 없으면 0을 출력한다.

코드

from collections import deque

n, m = map(int, input().split())
board = []
for i in range(n):
    board.append(list(input()))
    for j in range(m):
        if board[i][j] == 'R':
            rx, ry = i, j
        elif board[i][j] == 'B':
            bx, by = i, j

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

q = deque([(rx, ry, bx, by, 0)])
visited = []
visited.append((rx, ry, bx, by))
flag = False    # 성공 여부
while q:
    rx, ry, bx, by, cnt = q.popleft()
    if cnt > 10:    # 10회 넘음
        break
    if board[rx][ry] == 'O':    # 빨간 구슬 구멍에 넣기 성공
        flag = True
        break
    for i in range(4):
        # 빨간 구슬
        nrx = rx + dx[i]
        nry = ry + dy[i]
        while True:
            if board[nrx][nry] == '#':  # 벽 부딪힘
                nrx -= dx[i]
                nry -= dy[i]
                break
            elif board[nrx][nry] == 'O':    # 구멍
                break
            nrx += dx[i]
            nry += dy[i]
        # 파란 구슬
        nbx = bx + dx[i]
        nby = by + dy[i]
        while True:
            if board[nbx][nby] == '#':  # 벽 부딪힘
                nbx -= dx[i]
                nby -= dy[i]
                break
            if board[nbx][nby] == 'O':  # 구멍
                break
            nbx += dx[i]
            nby += dy[i]

        if board[nbx][nby] == 'O':  # 파란 공이 구멍에 빠짐
            continue
        # 두 구슬이 맞부딪히는 경우 더 멀리서 온 구슬 한 칸 뒤로
        if nrx == nbx and nry == nby:
            if (abs(nrx-rx)+abs(nry-ry)) > (abs(nbx-bx)+abs(nby-by)):
                nrx -= dx[i]
                nry -= dy[i]
            else:
                nbx -= dx[i]
                nby -= dy[i]
        if (nrx, nry, nbx, nby) not in visited:
            q.append((nrx, nry, nbx, nby, cnt+1))
            visited.append((nrx, nry, nbx, nby))
print(1 if flag else 0)

BFS를 이용하여 기울이기 10번 이하로 빨간 구슬만 구멍에 넣을 수 있는지 알아본다.

 

BFS를 수행할 때는 무한 루프를 방지하기 위해 이미 방문한 칸인지 확인해보아야 하는데 이 문제의 경우 구슬이 2개라서 2개의 구슬의 위치를 모두 고려해야 한다. 그래서 일반적인 BFS처럼 2차원 배열로는 불가능하고 다른 방법을 사용해야 한다. 이 문제에서 기울이기는 10회까지만 가능하기 때문에 visited 배열에 들어갈 수 있는 값의 최대 개수 40개뿐이므로 그냥 배열로 넣고 in을 이용하여 이미 방문한 칸인지 확인해보았다.

 

구슬의 이동을 확인할 때는 구슬이 구멍에 빠지거나 벽에 닿으면 이동을 멈추면 된다. 이때 빠진 구슬이 파란 구슬이면 안되기 때문에 board[nbx][nby] == 'O'일 때는 continue로 반복문을 넘어간다.

 

이동한 두 구슬의 위치가 같다면 멀리서 온 구슬이 한 칸 뒤로 밀어주어야 한다. 따라서 두 구슬의 이동거리를 비교하여 더 큰 값을 가진 구슬을 한 칸 뒤로 밀어준다.