[Python] 백준 3055번 - 탈출 (골드 4)

혼자 힘으로 풀었는가? O

알고리즘 분류
 - BFS

 

https://www.acmicpc.net/problem/3055

3055번: 탈출

 

문제

사악한 암흑의 군주 이민혁은 드디어 마법 구슬을 손에 넣었고, 그 능력을 실험해보기 위해 근처의 티떱숲에 홍수를 일으키려고 한다. 이 숲에는 고슴도치가 한 마리 살고 있다. 고슴도치는 제일 친한 친구인 비버의 굴로 가능한 빨리 도망가 홍수를 피하려고 한다.

티떱숲의 지도는 R행 C열로 이루어져 있다. 비어있는 곳은 '.'로 표시되어 있고, 물이 차있는 지역은 '*', 돌은 'X'로 표시되어 있다. 비버의 굴은 'D'로, 고슴도치의 위치는 'S'로 나타내어져 있다.

매 분마다 고슴도치는 현재 있는 칸과 인접한 네 칸 중 하나로 이동할 수 있다. (위, 아래, 오른쪽, 왼쪽) 물도 매 분마다 비어있는 칸으로 확장한다. 물이 있는 칸과 인접해있는 비어있는 칸(적어도 한 변을 공유)은 물이 차게 된다. 물과 고슴도치는 돌을 통과할 수 없다. 또, 고슴도치는 물로 차있는 구역으로 이동할 수 없고, 물도 비버의 소굴로 이동할 수 없다.

티떱숲의 지도가 주어졌을 때, 고슴도치가 안전하게 비버의 굴로 이동하기 위해 필요한 최소 시간을 구하는 프로그램을 작성하시오.

고슴도치는 물이 찰 예정인 칸으로 이동할 수 없다. 즉, 다음 시간에 물이 찰 예정인 칸으로 고슴도치는 이동할 수 없다. 이동할 수 있으면 고슴도치가 물에 빠지기 때문이다.

입력

첫째 줄에 50보다 작거나 같은 자연수 R과 C가 주어진다.

다음 R개 줄에는 티떱숲의 지도가 주어지며, 문제에서 설명한 문자만 주어진다. 'D'와 'S'는 하나씩만 주어진다.

출력

첫째 줄에 고슴도치가 비버의 굴로 이동할 수 있는 가장 빠른 시간을 출력한다. 만약, 안전하게 비버의 굴로 이동할 수 없다면, "KAKTUS"를 출력한다.

 

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두 개의 큐를 운용하며 구현을하는 문제였다.

 

import sys
from collections import deque

input = sys.stdin.readline

# 그리드 차원
r, c = map(int, input().split())

# 그리드 심볼:
# '.' - 빈 공간
# '*' - 물
# 'X' - 장애물
# 'D' - 목적지(비버의 굴)
# 'S' - 시작 위치(고슴도치)

data = []  # 그리드
water = deque()  # 물 확장을 추적하는 큐
hedgehog = deque()  # 고슴도치 이동을 추적하는 큐

# 그리드와 큐 초기화
for i in range(r):
    data.append(list(map(str, input().rstrip())))
    for j in range(c):
        if data[i][j] == '*':
            water.append([i, j])
        elif data[i][j] == 'S':
            hedgehog.append([i, j])

count = 0  # 걸음 수 추적
flag = False  # 고슴도치가 목적지에 도달했는지 나타내는 플래그
dx = [-1, 0, 1, 0]  # x 방향 이동
dy = [0, 1, 0, -1]  # y 방향 이동

import copy

def flood():
    """네 방향으로 물 확장을 시뮬레이션."""
    global water
    nextWater = deque()
    while water:
        x, y = water.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < r and 0 <= ny < c :
                if data[nx][ny] == '.' or data[nx][ny] == 'S':
                    # 빈공간이거나 비버가 있으면 물 넘침
                    nextWater.append([nx, ny])
                    data[nx][ny] = '*'
    water = copy.deepcopy(nextWater)

def escape():
    """고슴도치의 탈출 시도를 시뮬레이션."""
    global flag, hedgehog
    nextHedgehog = deque()
    while hedgehog:
        x, y = hedgehog.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < r and 0 <= ny < c:
                if data[nx][ny] == '.':
                    nextHedgehog.append([nx, ny])
                    data[nx][ny] = 'S'
                elif data[nx][ny] == 'D':
                    flag = True
    hedgehog = copy.deepcopy(nextHedgehog)

# 메인 시뮬레이션 루프
while True:
    flood()  # 먼저 물이 퍼집니다
    escape()  # 그 다음 고슴도치가 움직입니다
    count += 1
    if flag:
        print(count)
        break
    if len(hedgehog) == 0:  # 고슴도치가 더 이상 움직일 수 없으면
        print("KAKTUS")
        break

 

 

접근 방식 및 논리

코드는 두 단계 시뮬레이션 접근 방식을 사용하며, 각 사이클은 물 확장 후 고슴도치의 탈출 시도로 구성됩니다. 시뮬레이션은 BFS 원칙을 사용하며, 큐를 사용하여 그리드의 엔티티가 동적으로 관리됩니다.

• 초기화: 그리드를 읽고 초기화하며, 물과 고슴도치의 위치를 별도의 큐에 저장합니다.
• 물 확장(홍수 함수): 각 라운드마다, 물은 인접한 빈 셀로 확장됩니다. 이는 물 위치에서 인접 셀을 체크하고, 조건에 맞는 경우 다음 라운드를 위해 큐에 넣는 방식으로 시뮬레이션됩니다.
• 고슴도치의 탈출(탈출 함수): 마찬가지로, 고슴도치의 움직임을 시뮬레이션합니다. 각 위치에서 인접 셀을 체크하며, 고슴도치는 빈 셀로 이동하거나 목적지에 도달할 수 있습니다. 고슴도치의 움직임도 라운드별로 처리하기 위해 큐에 넣습니다.
• 시뮬레이션 루프: 고슴도치가 목적지에 도달하거나 더 이상 움직일 수 없을 때까지 시뮬레이션을 계속합니다.