[프로그래머스 Level.2] 게임 맵 최단거리 (깊이/너비 우선 탐색(DFS/BFS)) (Java)

문제 링크

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/1844

프로그래머스

 

 

 

 

코딩테스트 연습 > 깊이/너비 우선 탐색(DFS/BFS) > 게임 맵 최단거리

 

 

 

문제 설명

 

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 설명

 

 

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.

 

 

 

 

나의 코드

import java.util.*;

class Solution {
    
    int[] dx = {-1, 1, 0, 0}; //좌우상하
    int[] dy = {0, 0, 1, -1}; //좌우상하
    boolean[][] visited;
    public int solution(int[][] maps) {
        int answer = 0;
        
        visited = new boolean[maps.length][maps[0].length];
        
        answer = bfs(0, 0, maps);
        
        return answer;
    }
    
    public int bfs(int x, int y, int[][] maps) {
        Queue<Node> q = new LinkedList<>();
        q.offer(new Node(x, y, 1));
        visited[x][y] = true;
        
        while(!q.isEmpty()) {
            Node node = q.poll(); // 현재위치
            
            if(node.x == maps.length-1 && node.y == maps[0].length-1) // 현재위치가 목표지점이면 종료
                return node.cost;
            
            for(int i=0; i<4; i++) {
                int nx = node.x + dx[i];
                int ny = node.y + dy[i];
                
                if(nx >= 0 && ny >= 0 && nx < maps.length && ny < maps[0].length) {
                    if(!visited[nx][ny] && maps[nx][ny] == 1) {
                        q.offer(new Node(nx, ny, node.cost+1));
                        visited[nx][ny] = true;
                    }
                }
            }
        }
        
        return -1;
    }
    
    class Node {
        int x;
        int y;
        int cost;
        
        Node(int x, int y, int cost) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.cost = cost;
        }
    }
    
}

 

풀이

1. 시작점에서 목표지점까지의 최단거리를 구하는 문제이므로 전형적인 너비 우선 탐색 bfs 문제이다.
2. 우선 x좌표, y좌표, 이동 거리를 갖는 객체를 사용하기 위해 Node 클래스를 생성하고 방문했던 좌표를 체크하기 위해 maps와 크기가 같은 boolean 형의 2차원 배열 visited와 좌표를 상하좌우로 한 칸씩 움직이기 위해 int형 배열 dx, dy를 생성한다. 
3. 그리고 본격적인 시작점 (0, 0) 에서 시작하여 도착점 (maps.length-1, maps[0].length-1)에 최단거리로 도착하는 경우를 구하는 bfs 메소드를 구현하면 된다.
4. Node 객체를 선언 타입으로 하는 큐를 생성하고 시작점 좌표와 이동 거리에 처음 좌표도 포함하기 때문에 cost를 1로 하여 x=0, y=0, cost=1로 하는 Node를 넣어주고 시작점을 방문했으니 visited[0][0]을 true로 한다.
5. 그리고 이제 큐가 빌 때까지 while문을 돌린다. 
6. 큐에서 현재위치 정보인 Node를 꺼내고 이 위치가 목표지점이라면 현재까지 이동 거리인 cost를 리턴한다.
7. 목표지점이 아니라면 현재위치에서 for문을 돌리면서 상하좌우로 이동하면 된다. 상하좌우로 이동했을 때 좌표를 벗어나지 않고 방문했던 좌표가 아닌지 확인한다. 그리고 문제에 주어진 것처럼 maps 값이 1인 곳만 움직일 수 있으니 maps 값이 1인지 확인한다. 모든 조건을 만족한다면 이동할 수 있는 좌표가 되므로 이동한 좌표와 한칸 움직였으니 cost를 현재 이동 거리 + 1로 하는 Node를 큐에 넣고 이동한 좌표의 visited를 true로 한다.
8. 이렇게 반복문을 진행하면 큐에는 cost가 1인 경우의 위치가 먼저 쌓이고 그 다음에 2인 경우의 위치가 쌓이고 그 다음에 3인 경우의 위치 ... 이렇게 쌓이게 된다. 그렇기 때문에 가장 먼저 목표지점에 도착할 때의 cost가 가장 낮게 되므로 가장 먼저 현재위치가 도착점일 때 cost를 리턴하면 되는 것이다.