[BOJ] 13460 - 구슬 탈출 2

https://www.acmicpc.net/problem/13460

BOJ - 구슬 탈출 2

문제 유형: bfs, 시뮬레이션, 그래프

문제 난이도: Gold I

시간 제한: 2초

메모리 제한: 512MB

 

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 안 된다.

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, 10번 이하로 움직여서 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 없으면 -1을 출력한다.

 

풀이

bfs에 상태(빨간구슬 x, 빨간구슬 y, 파란구슬 x, 파란구슬 y, 이전의 이동 정보(0: 행간이동, 1: 열간이동))를 탐아서 탐색할 수 있다.

이전에 위아래로 기울여 움직였다면, 다음에 위아래로 기울여볼 필요는 없다. 어차피 위 -> 위 같은 움직임은 의미없고, 위 -> 아래 역시 그렇기 때문이다.

즉, 위아래를 이동하면 다음을 좌우로 이동을 시도해야 한다.

 

입력을 받으면서 두 구슬의 위치를 따로 저장하고 '.'으로 매꾼다.

 

기울임의 예시는 '좌'에 대해서만 예를 들어보겠다:

• 우선, 빨간구슬의 새 위치를 구한다.
  • 열번호를 줄여가면서 어디에 둘지 확인한다.
  • 만약 '#'를 만났다면, 그 오른쪽에 빨간구슬이 멈춰야 한다.
  • 만약 'O'를 만났다면, 빨강 플래그를 세운다. 일단 넣는데 성공했기 때문이다.
• 그 뒤, 파란구슬의 새 위치를 구한다.
  • 파란구슬 역시 열번호를 줄여가면서 어디에 둘지 확인한다.
  • 만약 '#'를 만났다면, 파랑 플래그를 세운다. 파란색이 넣으면 이제 이는 실패한 경우이다.
• 만약 빨간구슬과 파란구슬 모두 구멍에 들어가지 않았고, 빨간구슬과 파란구슬의 위치가 겹친다면, 충돌을 구현해야 한다.
  • 빨간구슬이 더 오른쪽에 있었다면 빨간구슬의 열번호를 1 증가시키고, 그 반대면 파란구슬의 열번호를 1 증가시킨다.
• 만약 빨간구슬만 구멍에 들어갔다면, 현재의 단계 수를 출력하고 종료한다.
• 두 구슬 다 구멍에 들어가지 않았다면, 추가로 움직인다. (빨간색x, 빨간색의 새로운 y, 파란색x, 파란색의 새로운 y, 이전 움직임번호 ^ 1)을 큐에 넣는다.

 

이것이 좌의 예시이다.

우, 상, 하에도 똑같이 적용한다.(코드 참조)

단계 수는 level을 구분한 bfs를 통해서 알 수있다. 단계가 10이 넘거나 게임을 해결하지 못한 채로 큐가 끝나면 -1을 출력하면 된다.

 

코드

C++

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int n, m;

int main(int argc, char *argv[]) {
  ios_base::sync_with_stdio(0);
  cin.tie(0);
  cout.tie(0);

  cin >> n >> m;
  vector<string> mat(n);
  int rr, rc, br, bc;
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    cin >> mat[i];
    for (int j = 0; j < m; ++j) {
      if (mat[i][j] == 'R') {
        rr = i;
        rc = j;
        mat[i][j] = '.';
      } else if (mat[i][j] == 'B') {
        br = i;
        bc = j;
        mat[i][j] = '.';
      }
    }
  }

  queue<tuple<int, int, int, int, int>>
      q; // rr, rc, br, bc, last_move(0: row, 1: col);
  q.push(make_tuple(rr, rc, br, bc, 0));
  q.push(make_tuple(rr, rc, br, bc, 1));

  int step = 0;
  while (!q.empty()) {
    int qsize = q.size();
    step++;
    if (step >= 11)
      break;
    for (int k = 0; k < qsize; ++k) {

      int rx, ry, bx, by, last_move;
      tie(rx, ry, bx, by, last_move) = q.front();
      q.pop();

      if (last_move == 0) {
        // tilt left-right
        bool rFlag = false;
        bool bFlag = false;
        int nry = ry;
        for (int j = nry - 1; j >= 0; --j) {
          if (mat[rx][j] == '#') {
            nry = j + 1;
            break;
          } else if (mat[rx][j] == 'O') {
            rFlag = true;
            break;
          }
        }
        int nby = by;
        for (int j = nby - 1; j >= 0; --j) {
          if (mat[bx][j] == '#') {
            nby = j + 1;
            break;
          } else if (mat[bx][j] == 'O') {
            bFlag = true;
            break;
          }
        }
        if (rx == bx && nry == nby && !rFlag && !bFlag) {
          if (ry < by)
            nby++;
          else
            nry++;
        }
        if (rFlag && !bFlag) {
          cout << step << "\n";
          return 0;
        }
        if (!bFlag)
          q.push(make_tuple(rx, nry, bx, nby, last_move ^ 1));

        rFlag = false;
        bFlag = false;
        nry = ry;
        for (int j = nry + 1; j < m; ++j) {
          if (mat[rx][j] == '#') {
            nry = j - 1;
            break;
          } else if (mat[rx][j] == 'O') {
            rFlag = true;
            break;
          }
        }
        nby = by;
        for (int j = nby + 1; j < m; ++j) {
          if (mat[bx][j] == '#') {
            nby = j - 1;
            break;
          } else if (mat[bx][j] == 'O') {
            bFlag = true;
            break;
          }
        }
        if (rx == bx && nry == nby && !rFlag && !bFlag) {
          if (ry < by)
            nry--;
          else
            nby--;
        }
        if (rFlag && !bFlag) {
          cout << step << "\n";
          return 0;
        }
        if (!bFlag)
          q.push(make_tuple(rx, nry, bx, nby, last_move ^ 1));
      } else {
        // tilt up-down
        bool rFlag = false;
        bool bFlag = false;
        int nrx = rx;
        for (int i = nrx - 1; i >= 0; --i) {
          if (mat[i][ry] == '#') {
            nrx = i + 1;
            break;
          } else if (mat[i][ry] == 'O') {
            rFlag = true;
            break;
          }
        }
        int nbx = bx;
        for (int i = nbx - 1; i >= 0; --i) {
          if (mat[i][by] == '#') {
            nbx = i + 1;
            break;
          } else if (mat[i][by] == 'O') {
            bFlag = true;
            break;
          }
        }
        if (nrx == nbx && ry == by && !rFlag && !bFlag) {
          if (rx < bx)
            nbx++;
          else
            nrx++;
        }
        if (rFlag && !bFlag) {
          cout << step << "\n";
          return 0;
        }
        if (!bFlag)
          q.push(make_tuple(nrx, ry, nbx, by, last_move ^ 1));

        rFlag = false;
        bFlag = false;
        nrx = rx;
        for (int i = nrx + 1; i < n; ++i) {
          if (mat[i][ry] == '#') {
            nrx = i - 1;
            break;
          } else if (mat[i][ry] == 'O') {
            rFlag = true;
            break;
          }
        }
        nbx = bx;
        for (int i = nbx + 1; i < n; ++i) {
          if (mat[i][by] == '#') {
            nbx = i - 1;
            break;
          } else if (mat[i][by] == 'O') {
            bFlag = true;
            break;
          }
        }
        if (nrx == nbx && ry == by && !rFlag && !bFlag) {
          if (rx < bx)
            nrx--;
          else
            nbx--;
        }
        if (rFlag && !bFlag) {
          cout << step << "\n";
          return 0;
        }
        if (!bFlag)
          q.push(make_tuple(nrx, ry, nbx, by, last_move ^ 1));
      }
    }
  }

  cout << "-1\n";

  return 0;
}