[Java] 백준 13459번 : 구슬 탈출

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, 10번 이하로 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

파란 구슬을 구멍에 넣지 않으면서 빨간 구슬을 10번 이하로 움직여서 빼낼 수 있으면 1을 없으면 0을 출력한다.

예제 입력 1

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

예제 출력 1

1

예제 입력 2

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

예제 출력 2

1

예제 입력 3

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

예제 출력 3

1

예제 입력 4

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

예제 출력 4

0

예제 입력 5

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

예제 출력 5

1

예제 입력 6

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

예제 출력 6

1

예제 입력 7

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

예제 출력 7

0

 

소스코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {

	private static BufferedReader bf;
	private static StringTokenizer st;

	private static int N, M, redR, redC, blueR, blueC;
	private static char[][] map;
	private static int[] dx= {-1,1,0,0};
	private static int[] dy= {0,0,-1,1};

	static class Marble {
		int r, c, dist;

		public Marble(int r, int c, int dist) {
			super();
			this.r = r;
			this.c = c;
			this.dist = dist;
		}

		@Override
		public String toString() {
			return "Marble [r=" + r + ", c=" + c + ", dist=" + dist + "]";
		}

	}

	static class Game {
		int redR, redC, blueR, blueC;

		public Game(int redR, int redC, int blueR, int blueC) {
			super();
			this.redR = redR;
			this.redC = redC;
			this.blueR = blueR;
			this.blueC = blueC;
		}

		@Override
		public String toString() {
			return "Game [redR=" + redR + ", redC=" + redC + ", blueR=" + blueR + ", blueC=" + blueC + "]";
		}

	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		bf=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		st=new StringTokenizer(bf.readLine());
		N=Integer.parseInt(st.nextToken());
		M=Integer.parseInt(st.nextToken());
		map=new char[N][M];
		
		for(int r=0;r<N;r++) {
			String s=bf.readLine();
			for(int c=0;c<M;c++) {
				map[r][c]=s.charAt(c);
				if(map[r][c]=='R') {
					redR=r;
					redC=c;
				}
				if(map[r][c]=='B') {
					blueR=r;
					blueC=c;
				}
			}
		}

		if(startGame(new Game(redR, redC, blueR, blueC))) System.out.println(1);
		else System.out.println(0);
	}

	public static boolean startGame(Game game) {
		Queue<Game> queue=new LinkedList<>();
		queue.add(game);

		boolean [][][][]visited=new boolean[N][M][N][M];	// 빨간 구슬과 파란 구슬의 위치를 모두 고려해서 방문 여부를 체크하기 위해 4차원 배열로 선언해줌
		visited[game.redR][game.redC][game.blueR][game.blueC]=true;
		
		int cnt=0;
		while(!queue.isEmpty() && cnt++<10) {
			int size=queue.size();
			
			while(size-->0) {
				Game g=queue.poll();
				
				for(int i=0;i<4;i++) {
					Marble blue=move(new Marble(g.blueR, g.blueC, 0), i);
					if(map[blue.r][blue.c]=='O') continue;	// 파란 구슬이 구멍에 들어감 

					Marble red=move(new Marble(g.redR, g.redC, 0), i);
					if(map[red.r][red.c]=='O') return true;	// 빨간 구슬만 구멍에 들어감
					
					if(blue.r==red.r && blue.c==red.c) {	// 두 구슬의 위치가 같음
						if(blue.dist>red.dist) {	// 파란 구슬이 더 많이 움직임 
							blue.r-=dx[i];
							blue.c-=dy[i];
						} else {	// 빨간 구슬이 더 많이 움직임
							red.r-=dx[i];
							red.c-=dy[i];
						}
					}
					
					if(!visited[red.r][red.c][blue.r][blue.c]) {
						visited[red.r][red.c][blue.r][blue.c]=true;
						queue.add(new Game(red.r, red.c, blue.r, blue.c));
					}
				}
			}
		}
		return false;
	}
	
	public static Marble move(Marble marble, int dir) {	// 구슬을 이동하는 메서드
		int R=marble.r;
		int C=marble.c;
		int cnt=0;

		while(map[R+dx[dir]][C+dy[dir]]!='#' && map[R][C]!='O') {	// 구슬이 이동할 위치가 벽이 아니고, 현재 위치가 구멍이 아니면 한 칸 이동
			R+=dx[dir];
			C+=dy[dir];
			cnt++;
		}
		
		return new Marble(R, C, cnt);
	}
}

고려할 조건이 많고, 이를 어떻게 구현할 것인지 생각하는 부분이 어려웠습니다.

 

1. 빨간 구슬과 파란 구슬이 동시에 같은 방향으로 움직이므로, 이 둘을 함께 관리해주어야 합니다.

2. 테두리 부분은 벽으로 막혀있으므로 범위 체크를 할 필요가 없습니다.

3. 구슬이 한 칸만 이동하지 않으므로 이동 메서드를 따로 만들어줍니다.

4. 두 구슬이 같은 위치에 놓일 수 없으므로 이동시 이 점을 고려해줍니다.

 

위 조건들을 고려하고, visited 함수의 4차원 배열 선언을 통해 해결이 가능했습니다.

 

 

 

출처 : https://data-make.tistory.com/592

[BOJ] 13459. 구슬 탈출(시뮬레이션, BFS).java