[프로그래머스 Level.3] 기둥과 보 설치 (2020 KAKAO BLIND RECRUITMENT) (Java)

문제 링크

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60061

프로그래머스

 

 

 

 

 

코딩테스트 연습 > 2020 KAKAO BLIND RECRUITMENT > 기둥과 보 설치

 

 

 

문제 설명

 

 

빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온 "죠르디"는 인생 2막을 위해 주택 건축사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는 기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.

프로그램은 2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는 길이가 1인 선분으로 표현되며 다음과 같은 규칙을 가지고 있습니다.

 

• 기둥은 바닥 위에 있거나 보의 한쪽 끝 부분 위에 있거나, 또는 다른 기둥 위에 있어야 합니다.
• 보는 한쪽 끝 부분이 기둥 위에 있거나, 또는 양쪽 끝 부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있어야 합니다.

 

단, 바닥은 벽면의 맨 아래 지면을 말합니다.

 

2차원 벽면은 n x n 크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는 1 x 1 크기입니다. 맨 처음 벽면은 비어있는 상태입니다. 기둥과 보는 격자선의 교차점에 걸치지 않고, 격자 칸의 각 변에 정확히 일치하도록 설치할 수 있습니다. 다음은 기둥과 보를 설치해 구조물을 만든 예시입니다.

 

 

예를 들어, 위 그림은 다음 순서에 따라 구조물을 만들었습니다.

 

1. (1, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (1, 1)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
2. (2, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (2, 2)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
3. (5, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (5, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 더 설치합니다.
4. (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치 후, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치합니다.

 

만약 (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 먼저 설치하지 않고, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치하려 한다면 2번 규칙에 맞지 않으므로 설치가 되지 않습니다. 기둥과 보를 삭제하는 기능도 있는데 기둥과 보를 삭제한 후에 남은 기둥과 보들 또한 위 규칙을 만족해야 합니다. 만약, 작업을 수행한 결과가 조건을 만족하지 않는다면 해당 작업은 무시됩니다.

 

벽면의 크기 n, 기둥과 보를 설치하거나 삭제하는 작업이 순서대로 담긴 2차원 배열 build_frame이 매개변수로 주어질 때, 모든 명령어를 수행한 후 구조물의 상태를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

 

 

 

 

제한사항

• n은 5 이상 100 이하인 자연수입니다.
• build_frame의 세로(행) 길이는 1 이상 1,000 이하입니다.
• build_frame의 가로(열) 길이는 4입니다.
• build_frame의 원소는 [x, y, a, b]형태입니다.
  • x, y는 기둥, 보를 설치 또는 삭제할 교차점의 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
  • a는 설치 또는 삭제할 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
  • b는 구조물을 설치할 지, 혹은 삭제할 지를 나타내며 0은 삭제, 1은 설치를 나타냅니다.
  • 벽면을 벗어나게 기둥, 보를 설치하는 경우는 없습니다.
  • 바닥에 보를 설치 하는 경우는 없습니다.
• 구조물은 교차점 좌표를 기준으로 보는 오른쪽, 기둥은 위쪽 방향으로 설치 또는 삭제합니다.
• 구조물이 겹치도록 설치하는 경우와, 없는 구조물을 삭제하는 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
• 최종 구조물의 상태는 아래 규칙에 맞춰 return 해주세요.
  • return 하는 배열은 가로(열) 길이가 3인 2차원 배열로, 각 구조물의 좌표를 담고있어야 합니다.
  • return 하는 배열의 원소는 [x, y, a] 형식입니다.
  • x, y는 기둥, 보의 교차점 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
  • 기둥, 보는 교차점 좌표를 기준으로 오른쪽, 또는 위쪽 방향으로 설치되어 있음을 나타냅니다.
  • a는 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
  • return 하는 배열은 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬해주세요.
  • x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보보다 앞에 오면 됩니다.

 

 

 

입출력 예

n	build_frame	result
5	[[1,0,0,1],[1,1,1,1],[2,1,0,1],[2,2,1,1],[5,0,0,1],[5,1,0,1],[4,2,1,1],[3,2,1,1]]	[[1,0,0],[1,1,1],[2,1,0],[2,2,1],[3,2,1],[4,2,1],[5,0,0],[5,1,0]]
5	[[0,0,0,1],[2,0,0,1],[4,0,0,1],[0,1,1,1],[1,1,1,1],[2,1,1,1],[3,1,1,1],[2,0,0,0],[1,1,1,0],[2,2,0,1]]	[[0,0,0],[0,1,1],[1,1,1],[2,1,1],[3,1,1],[4,0,0]]

 

 

 

입출력 예에 대한 설명

 

입출력 예 #1

 

문제의 예시와 같습니다.

 

 

 

입출력 예 #2

 

여덟 번째 작업을 수행 후 아래와 같은 구조물 만들어집니다.

 

 

아홉 번째 작업의 경우, (1, 1)에서 오른쪽에 있는 보를 삭제하면 (2, 1)에서 오른쪽에 있는 보는 조건을 만족하지 않으므로 무시됩니다.

 

열 번째 작업의 경우, (2, 2)에서 위쪽 방향으로 기둥을 세울 경우 조건을 만족하지 않으므로 무시됩니다.

 

 

 

 

 

 

나의 코드

import java.util.*;

class Solution {
    boolean[][] pillar;
    boolean[][] beam;
    public int[][] solution(int n, int[][] build_frame) {
        int[][] answer;
        int constructCnt = 0;
        
        // 구조물을 0부터 n까지도 설치 가능하기 때문에 n+1 크기에다가 설치하고 양쪽을 체크하기 때문에 +2를 해준다.
        pillar = new boolean[n+3][n+3]; 
        beam = new boolean[n+3][n+3];
        
        for(int i=0; i<build_frame.length; i++) {
            // 좌표를 (1 ~ n+1)까지 사용하기 위해서 +1해주도록 한다
            // 0과 n+2는 설치했을 때 양쪽을 체크할 때 사용한다.(인덱스가 0부터이기 떄문에 -1 좌표를 사용하지 않기 위해서)
            int x = build_frame[i][0] + 1; 
            int y = build_frame[i][1] + 1; 
            int a = build_frame[i][2]; // 0은 기둥, 1은 보
            int b = build_frame[i][3]; // 0은 삭제, 1은 설치
            
            if(b == 1) { // 설치 시
                if(possibleConstruct(x, y, a)) {
                    if(a == 0)
                        pillar[y][x] = true; // 기둥 설치
                    else
                        beam[y][x] = true; // 보 설치
                    
                    constructCnt++; // 구조물 증가
                }
            } else { // 삭제 시 - 우선 제거하고 불완전한 건축물 있는지 전체 체크 하고 있으면 제거한거 다시 설치
                if(a == 0)
                    pillar[y][x] = false; // 기둥 제거
                else
                    beam[y][x] = false; // 보 제거
                
                constructCnt--; // 구조물 감소
                
                if(!possibleDestruct(n)) {
                    if(a == 0)
                        pillar[y][x] = true; // 기둥 설치
                    else
                        beam[y][x] = true; // 보 설치
                    
                    constructCnt++;
                }
            }
        }
        
        answer = new int[constructCnt][3];
        int idx = 0;
        
        for(int i=1; i<=n+1; i++) {
            for(int j=1; j<=n+1; j++) {
                if(pillar[i][j]) {
                    answer[idx][0] = j-1;
                    answer[idx][1] = i-1;
                    answer[idx][2] = 0;
                    idx++;
                }
                
                if(beam[i][j]) {
                    answer[idx][0] = j-1;
                    answer[idx][1] = i-1;
                    answer[idx][2] = 1;
                    idx++;
                }
            }
        }
        
        Arrays.sort(answer, (o1, o2) -> o1[0] == o2[0] ? o1[1] - o2[1] : o1[0] - o2[0]);
        
        return answer;
    }
    
    private boolean possibleConstruct(int x, int y, int a) {
        if(a == 0) { 
            // 기둥 - 바닥이거나, 아래에 기둥이 있거나, 보의 한쪽 끝 부분 위라면 설치 가능
            if(y == 1 || pillar[y-1][x] || beam[y][x-1] || beam[y][x]) return true;
        } else {
            // 보 - 한쪽 밑에 기둥이 있거나, 양쪽에 보가 있을 때 설치 가능
            if(pillar[y-1][x] || pillar[y-1][x+1] || (beam[y][x-1] && beam[y][x+1])) return true;
        }
        
        return false;
    }
    
    private boolean possibleDestruct(int n) {
        for(int i=1; i<=n+1; i++) {
            for(int j=1; j<=n+1; j++) {
                // 기둥이 있는데 그 위치가 기둥 설치 불가능한 위치면 제거해야 함
                if(pillar[i][j] && !possibleConstruct(j, i, 0)) return false;
                
                // 보가 있는데 그 위치가 보 설치 불가능한 위치면 제거해야 함
                if(beam[i][j] && !possibleConstruct(j, i, 1)) return false;
            }
        }
        
        return true;
    }
    
}

 

풀이

1. 기둥과 보의 설치를 했는지 상태를 나타내는 boolean형 2차원 배열 pillar와 beam을 행과 열의 길이를 n+3으로 생성한다. n+3으로 생성하는 이유는 벽면의 크기가 n이라면 0부터 n까지 모두 구조물을 설치할 수 있기 때문에 n+1로 만들어야 하는데다 기둥과 보를 설치할 때 설치가 가능한지 양쪽에 구조물을 체크하기 때문에 2를 추가한다.
2. 따라서 0부터 n까지 구조물을 설치하고 -1과 n+1은 구조물을 설치할 수 있는지 체크할 때 사용하지만 인덱스는 0부터 시작하므로 1부터 n+1까지 구조물을 설치하고 0과 n+2는 구조물을 설치할 수 있는지 체크할 때 사용한다. 그러므로 0~n+2까지 사용하기 위해 n+3 크기로 생성한다.
3. 그리고 구조물의 개수를 카운팅하기 위해 int형 변수 constructCnt를 선언하고 0으로 초기화한다.
4. 이제 build_frame을 for문을 돌면서 a와 b에 따라 해당 구조물을 설치할 수 있다면 설치하고 제거할 수 있다면 제거하도록 한다. 구조물을 제거하는 경우는 우선 해당 구조물을 제거하고 두 구조물 pillar와 beam 전부 확인하여 구조물에 이상이 있는지 체크하여 문제가 생겼다면 제거하면 안되는 것이므로 제거한 구조물을 다시 설치하도록 한다.
5. 구조물을 좌표값 1부터 n+1에 설치하기로 하였으니 build_frame의 좌표값을 가져와 +1씩 더하여 좌표를 만들고 a, b에 따라 구조물을 설치 또는 제거한다. (기둥은 해당 좌표에서 위 좌표쪽으로 설치한다고 생각하고 보는 해당 좌표에서 오른쪽 좌표쪽으로 설치한다고 생각한다)
6. 구조물을 설치하는 경우 해당 구조물이 기둥이라면 설치 좌표가 바닥이거나(y==1) 아래에 기둥이 있거나(pillar[y-1][x]) 기둥의 아래가 보의 한쪽 끝이어야(beam[y][x-1] || beam[y][x]) 하고 설치 구조물이 보라면 한쪽 끝 밑에 기둥이 있거나((pillar[y-1][x] || pillar[y-1][x+1]) 양쪽에 보가 있어야(beam[y][x-1] && beam[y][x+1]) 설치가 가능하므로 해당 구조물을 설치(pillar[y][x] 또는 beam[y][x]를 true로 변경)하고 구조물의 개수인 constructCnt를 1 증가시킨다.
7. 구조물을 제거하는 경우 해당 구조물을 제거(pillar[y][x] 또는 beam[y][x]를 false로 변경)하고 constructCnt를 1 감소시킨 후에 구조물을 설치하는 좌표의 범위인 1부터 n+1까지 2중 for문을 돌면서 pillar와 beam을 모두 확인해서 구조물이 설치되었다면 해당 좌표의 구조물이 설치된 것에 이상이 없는지 기둥과 보의 설치하는 경우로 다시 체크하여 이상이 없다면 넘어가고 이상이 있다면 제거한 구조물을 다시 설치하고 constructCnt를 다시 1증가시킨다.
8. 이렇게 build_frame을 모두 돌고나면 구조물을 모두 설치했으므로 answer의 행의 길이를 construct, 열의 길이를 3으로 생성하여 구조물을 설치한 좌표의 범위인 1부터 n+1까지 다시 2중 for문을 돌면서 pillar와 beam이 true인 좌표가 구조물이 설치되었으므로 해당 좌표가 나올 때마다 실제 구조물의 설치 좌표인 -1씩 해서 answer에 저장한다.
9. 구조물의 설치좌표와 구조물의 종류를 모두 answer에 넣었으면 x좌표, y좌표, 구조물의 종류에 따라 오름차순 정렬하고 answer를 반환하도록 한다.

 

참고 : https://leveloper.tistory.com/100