[2020 카카오 인턴십 / 프로그래머스] 경주로 건설 for JAVA

https://tech.kakao.com/2020/07/01/2020-internship-test/

2020 카카오 인턴십 for Tech developers 문제해설

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/67259

코딩테스트 연습 - 경주로 건설

[문제 설명]

 

건설회사의 설계사인 죠르디는 고객사로부터 자동차 경주로 건설에 필요한 견적을 의뢰받았습니다.
제공된 경주로 설계 도면에 따르면 경주로 부지는 N x N 크기의 정사각형 격자 형태이며 각 격자는 1 x 1 크기입니다.
설계 도면에는 각 격자의 칸은 0 또는 1 로 채워져 있으며, 0은 칸이 비어 있음을 1은 해당 칸이 벽으로 채워져 있음을 나타냅니다.
경주로의 출발점은 (0, 0) 칸(좌측 상단)이며, 도착점은 (N-1, N-1) 칸(우측 하단)입니다. 죠르디는 출발점인 (0, 0) 칸에서 출발한 자동차가 도착점인 (N-1, N-1) 칸까지 무사히 도달할 수 있게 중간에 끊기지 않도록 경주로를 건설해야 합니다.
경주로는 상, 하, 좌, 우로 인접한 두 빈 칸을 연결하여 건설할 수 있으며, 벽이 있는 칸에는 경주로를 건설할 수 없습니다.
이때, 인접한 두 빈 칸을 상하 또는 좌우로 연결한 경주로를 직선 도로 라고 합니다.
또한 두 직선 도로가 서로 직각으로 만나는 지점을 코너 라고 부릅니다.
건설 비용을 계산해 보니 직선 도로 하나를 만들 때는 100원이 소요되며, 코너를 하나 만들 때는 500원이 추가로 듭니다.
죠르디는 견적서 작성을 위해 경주로를 건설하는 데 필요한 최소 비용을 계산해야 합니다.

예를 들어, 아래 그림은 직선 도로 6개와 코너 4개로 구성된 임의의 경주로 예시이며, 건설 비용은 6 x 100 + 4 x 500 = 2600원 입니다.

또 다른 예로, 아래 그림은 직선 도로 4개와 코너 1개로 구성된 경주로이며, 건설 비용은 4 x 100 + 1 x 500 = 900원 입니다.

 

[제한사항]

• board는 2차원 정사각 배열로 배열의 크기는 3 이상 25 이하입니다.
• board 배열의 각 원소의 값은 0 또는 1 입니다.
  • 도면의 가장 왼쪽 상단 좌표는 (0, 0)이며, 가장 우측 하단 좌표는 (N-1, N-1) 입니다.
  • 원소의 값 0은 칸이 비어 있어 도로 연결이 가능함을 1은 칸이 벽으로 채워져 있어 도로 연결이 불가능함을 나타냅니다.
• board는 항상 출발점에서 도착점까지 경주로를 건설할 수 있는 형태로 주어집니다.
• 출발점과 도착점 칸의 원소의 값은 항상 0으로 주어집니다.

[풀이]

제한사항을 잘 보고 board의 값이 1인 곳을 피하면서 값이 0인 곳에 도로를 지으며 bfs를 이어나가서 풀면 해결되는 문제이다.

Road 클래스에는 현재의 위치인 x, y값이 들어있고 그 위치까지 도달하는데 걸린 비용, 즉 코너, 직선 방향의 도로의 값을 담고 있는 sum, 그리고 바라보고 있는 방향이 들어있다. bfs내부 while문에는 q에 있는 값을 가져와서 그 q.vector(방향)이 i와 같으면 100을 준다는 로직이 있는데, 실제 for문을 0~3 사이의 숫자를 좌, 우, 위, 아래에 해당하는 값을 넣어주기 때문에 i와 같으면 직선 도로라고 판단하게 된다.

nextFieldSum 값이 다음 가는 방향의 sum보다 작다면 nextFieldSum을 다음 도로에 할당하는데, 이것은 이제까지 어떻게 왔든 이전 경로의 sum이 더 작으니 그것을 채택해서 진행해라라는 의미가 담겨있다.

 

 

[코드]

public class ConstructRaceTrack {
    int minValue;
    int[][] map;
    int[] x = {-1,0,1,0};
    int[] y = {0,-1,0,1};
    int n; 
    
    public void bfs(int x, int y, int sum, int vector) {
        Queue<Road> q = new LinkedList<>();
        q.add(new Road(x,y, sum, vector));
        map[0][0] = 1;
        
        while(!q.isEmpty()){
            
            Road road = q.poll();
            if(road.x == n-1 && road.y == n-1) {
                if(minValue > road.sum) {
                    minValue = road.sum;
                }
                continue;
            }
            
            //4방향 이동, 0 - 위, 1 - 왼쪽, 2 - 아래, 3 - 오른쪽
            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                int next_x = road.x + this.x[i];
                int next_y = road.y + this.y[i];
                //1이면 벽이이므로 if문이 실행되면 안된다.
                if(next_x >= 0 && next_x < n && next_y >=0 && next_y < n && map[next_x][next_y] != 1) {
                    int nextFieldSum = 0;
                    
                    if(road.vector == -1 || road.vector == i) {
                        nextFieldSum = road.sum + 100;
                    }else {
                        nextFieldSum = road.sum + 600;
                    }
                    
                    //처음 가는 곳인지 아닌지를 판단.
                    if(map[next_x][next_y] == 0) {
                        map[next_x][next_y] = nextFieldSum;
                        q.add(new Road(next_x, next_y, nextFieldSum, i));
                    }else if(map[next_x][next_y] >= nextFieldSum) {
                        map[next_x][next_y] = nextFieldSum;
                        q.add(new Road(next_x, next_y, nextFieldSum, i));
                    }
                    
                }
            }
        }
    }
    
    public int solution(int[][] board) {
        minValue = Integer.MAX_VALUE;
        n = board.length;
        map = board;
        
        
        bfs(0,0,0,-1);
        return minValue;
    }
 
    class Road{
        int x, y;
        int sum;
        int vector;
        public Road(int x, int y, int sum, int vector) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.sum = sum;
            this.vector = vector;
        }
    }
}
 

프로그래머스 테스트 케이스 통과

 

느낀 점 : 처음에는 dfs로 풀어서 90점대의 점수를 가져왔고, 최적화를 진행해도 안되길래 bfs로 접근했다. 어떻게 보면 처음부터 bfs로 접근해야 할 문제인데 아직 부족한 점이 많은 것 같다. 근 한 달 동안 다른 공부를 진행하면서 알고리즘을 소홀하게 했는데 더 열심히 해야겠다.