[BFS] 15653번 구슬 탈출 4

15653번 구슬 탈출 4

 

https://www.acmicpc.net/problem/15653

 

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 안된다.

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, 최소 몇 번 만에 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

최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 출력한다. 만약, 어떻게 움직여도 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 없으면 -1을 출력한다.

 

예제 입력

5 5
#####
#..B#
#.#.#
#RO.#
#####

7 7
#######
#...RB#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

7 7
#######
#..R#B#
#.#####
#.....#
#####.#
#O....#
#######

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.#.#..#
#...#.O#.#
##########

3 7
#######
#R.O.B#
#######

10 10
##########
#R#...##B#
#...#.##.#
#####.##.#
#......#.#
#.######.#
#.#....#.#
#.#.##...#
#O..#....#
##########

3 10
##########
#.O....RB#
##########

 

예제 출력

1

5

5

12

1

7

-1

 

해결방법

최단거리의 경우를 구하는 완전탐색 문제이다

구슬 탈출 2 문제에서 depth 조건이 빠졌다

따라서 이번에는 BFS 로 문제를 접근하였다

 

 

⭐️ 솔루션 ⭐️

구슬 탈출 2 문제를 풀 때, 처음 접근했던 로직으로 접근해봤다

 

1. 빨간구슬을 움직인다

2. 만약 파란구슬을 만났다면 ??

   • Y : 파란구슬을 움직인다 → 빨간구슬을 움직인다
   • N : 파란구슬을 움직인다

 

move() 메소드를 호출할 때, 현재 좌표와 변경된 좌표를 알맞게 매개변수로 전달한다면 무사히 코드가 실행된다 !!

 

 

 

소스코드

문제 해결 시간 : 1h

메모리 : 2008 KB

시간 : 0 ms

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <cstring>
#include <queue>
#include <set>
#include <vector>
#include <algorithm>
#define MAX 11
#define INF 987654321
using namespace std;

typedef pair<int, int> node;

struct state {
    int x1,y1,x2,y2,cnt;
    
    state() { }
    state(int _x1,int _y1,int _x2,int _y2,int _cnt)
    : x1(_x1),y1(_y1),x2(_x2),y2(_y2),cnt(_cnt) { }
};

int n,m;
int rx,ry,bx,by,hx,hy;
bool is_over;

char map[MAX][MAX];
bool visited[MAX][MAX][MAX][MAX];

int dx[4] = {0,0,1,-1};
int dy[4] = {1,-1,0,0};

// 구슬의 좌표가 구멍의 좌표와 일치하는지 확인함
bool is_hole(int x,int y){
    if(x==hx && y==hy) return true;
    else return false;
}

// 빨간구슬을 움직임
node moveRed(int x1,int y1,int x2,int y2,int dir){
    queue<node> q;
    q.push(node(x1,y1));
    
    int nx,ny;
    
    while(!q.empty()){
        int x = q.front().first;
        int y = q.front().second;
        q.pop();
        
        nx = x + dx[dir];
        ny = y + dy[dir];
        
        // 다음 노드가 구멍이라면
        if(map[nx][ny] == 'O'){
            break;
        }
        
        // 다음 노드가 파란구슬이라면
        if(nx==x2 && ny==y2){
            nx = x;
            ny = y;
            
            // 파란구슬을 만났다는 플레크 체크
            is_over = true;
            
            break;
        }
        // 다음 노드가 벽이라면
        else if(map[nx][ny] == '#'){
            nx = x;
            ny = y;
            break;
        }else{
            q.push(node(nx,ny));
        }
    }
    
    return node(nx,ny);
}

// 파란구슬을 움직임
node moveBlue(int x1,int y1,int x2,int y2,int dir){
    queue<node> q;
    q.push(node(x2,y2));
    
    int nx,ny;
    
    while(!q.empty()){
        int x = q.front().first;
        int y = q.front().second;
        q.pop();
        
        nx = x + dx[dir];
        ny = y + dy[dir];
        
        // 다음 노드가 구멍이라면
        if(map[nx][ny] == 'O'){
            break;
        }
        
        // 다음 노드가 빨간구슬이라면
        if(nx==x1 && ny==y1){
            nx = x;
            ny = y;
            is_over = true;
            break;
        }
        // 다음 노드가 벽이라면
        else if(map[nx][ny] == '#'){
            nx = x;
            ny = y;
            break;
        }else{
            q.push(node(nx,ny));
        }
    }
    
    return node(nx,ny);
}

void bfs(){
    queue<state> q;
    q.push(state(rx,ry,bx,by,0));
    visited[rx][ry][bx][by] = true;
    
    while(!q.empty()){
        int x1 = q.front().x1;
        int y1 = q.front().y1;
        int x2 = q.front().x2;
        int y2 = q.front().y2;
        int cnt = q.front().cnt;
        q.pop();
        
        // 빨간구슬 파란구슬 모두 구멍에 들어감
        if(is_hole(x1,y1) && is_hole(x2,y2)) continue;
        
        // 파란구슬만 구멍에 들어감
        if(!is_hole(x1,y1) && is_hole(x2,y2)) continue;
        
        // 빨간구슬만 구멍에 들어감
        if(is_hole(x1,y1) && !is_hole(x2,y2)){
            cout << cnt << "\n";
            return;
        }
        
        for(int i=0; i<4; i++){
            // 빨간구슬이 이동 중 파란구슬을 만나는지 확인하는 플래그
            is_over = false;
            
            // 현재 좌표를 이용해 빨간구슬 이동
            node r = moveRed(x1,y1,x2,y2,i);
            
            // 변경된 빨간구슬의 좌표와 현재 파란구슬의 좌표를 이용해 빨간구슬 이동
            node b = moveBlue(r.first,r.second,x2,y2,i);
            
            // 두 구슬이 같은 위치라면 구멍에 빠진것이기 때문에 예외처리
            if(r.first==b.first && r.second==b.second) continue;
            
            // 만약 빨간구슬이 이동 중에 파란구슬을 만났다면
            if(is_over)
                // 변경된 빨간구슬의 좌표와 변경된 파란구슬의 좌표를 이용해 빨간구슬 이동
                r = moveRed(r.first,r.second,b.first,b.second,i);
            
            if(!visited[r.first][r.second][b.first][b.second]){
                q.push(state(r.first,r.second,b.first,b.second,cnt+1));
                visited[r.first][r.second][b.first][b.second] = true;
            }
        }
    }
    cout << -1 << "\n";
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // cin,cout 속도향상
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL); cout.tie(NULL);
    
    cin >> n >> m;
    for(int i=0; i<n; i++){
        for(int j=0; j<m; j++){
            cin >> map[i][j];
            
            if(map[i][j] == 'R'){
                rx = i;
                ry = j;
            }else if(map[i][j] == 'B'){
                bx = i;
                by = j;
            }else if(map[i][j] == 'O'){
                hx = i;
                hy = j;
            }
        }
    }
    
    memset(visited, false, sizeof(visited));
    bfs();
    
    return 0;
}