[프로그래머스] 게임 맵 최단거리(level2, BFS)

BFS 개념 참고

https://gayeon-l.tistory.com/491

BFS 개념

 

 

문제 설명

ROR 게임은 두 팀으로 나누어서 진행하며, 상대 팀 진영을 먼저 파괴하면 이기는 게임입니다.

따라서, 각 팀은 상대 팀 진영에 최대한 빨리 도착하는 것이 유리합니다.

지금부터 당신은 한 팀의 팀원이 되어 게임을 진행하려고 합니다. 다음은 5 x 5 크기의 맵에,

당신의 캐릭터가 (행: 1, 열: 1) 위치에 있고, 상대 팀 진영은 (행: 5, 열: 5) 위치에 있는 경우의 예시입니다.

 

 

위 그림에서 검은색 부분은 벽으로 막혀있어 갈 수 없는 길이며, 흰색 부분은 갈 수 있는 길입니다. 캐릭터가 움직일 때는 동, 서, 남, 북 방향으로 한 칸씩 이동하며, 게임 맵을 벗어난 길은 갈 수 없습니다.

 

 

 

 

아래 예시는 캐릭터가 상대 팀 진영으로 가는 두 가지 방법을 나타내고 있습니다.

• 첫 번째 방법은 11개의 칸을 지나서 상대 팀 진영에 도착했습니다.

 

 

 

 

두 번째 방법은 15개의 칸을 지나서 상대팀 진영에 도착했습니다.

 

위 예시에서는 첫 번째 방법보다 더 빠르게 상대팀 진영에 도착하는 방법은 없으므로, 이 방법이 상대 팀 진영으로 가는 가장 빠른 방법입니다.

만약, 상대 팀이 자신의 팀 진영 주위에 벽을 세워두었다면 상대 팀 진영에 도착하지 못할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 경우에 당신의 캐릭터는 상대 팀 진영에 도착할 수 없습니다.

 

 

 

 

게임 맵의 상태 maps가 매개변수로 주어질 때, 캐릭터가 상대 팀 진영에 도착하기 위해서 지나가야 하는 칸의 개수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 상대 팀 진영에 도착할 수 없을 때는 -1을 return 해주세요.

 

제한사항

• maps는 n x m 크기의 게임 맵의 상태가 들어있는 2차원 배열로, n과 m은 각각 1 이상 100 이하의 자연수입니다.
  • n과 m은 서로 같을 수도, 다를 수도 있지만, n과 m이 모두 1인 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
• maps는 0과 1로만 이루어져 있으며, 0은 벽이 있는 자리, 1은 벽이 없는 자리를 나타냅니다.
• 처음에 캐릭터는 게임 맵의 좌측 상단인 (1, 1) 위치에 있으며, 상대방 진영은 게임 맵의 우측 하단인 (n, m) 위치에 있습니다.

 

---

 

입출력 예

maps	answer
[[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,1],[0,0,0,0,1]]	11
[[1,0,1,1,1],[1,0,1,0,1],[1,0,1,1,1],[1,1,1,0,0],[0,0,0,0,1]]	-1

 

입출력 예 설명

입출력 예 #1

주어진 데이터는 다음과 같습니다.

 

 

 

 

캐릭터가 적 팀의 진영까지 이동하는 가장 빠른 길은 다음 그림과 같습니다.

 

따라서 총 11칸을 캐릭터가 지나갔으므로 11을 return 하면 됩니다.

 

 

입출력 예 #2

문제의 예시와 같으며, 상대 팀 진영에 도달할 방법이 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

 

 

BFS

문제 풀이

import java.util.*;

class Solution {
    static int n, m;
    static int[] dx = {-1, 0, 1, 0}; // 상, 우, 하, 좌
    static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    
    public int solution(int[][] maps) {
        n = maps.length; // 맵의 세로 크기
        m = maps[0].length; // 맵의 가로 크기
        
        // 방문 여부를 추적하는 배열
        boolean[][] visited = new boolean[n][m];
        
        // BFS를 위한 큐 (Point(x, y)와 현재까지의 이동 칸 수를 저장)
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        
        // 시작점 (0, 0)에서 BFS 시작 (초기 칸은 1칸이므로 1부터 시작)
        queue.offer(new int[]{0, 0, 1}); // {x, y, distance}
        visited[0][0] = true;
        
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] current = queue.poll();
            int x = current[0];
            int y = current[1];
            int dist = current[2];
            
            // 목표 지점에 도달한 경우
            if (x == n - 1 && y == m - 1) {
                return dist;
            }
            
            // 4방향으로 탐색
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = x + dx[i];
                int ny = y + dy[i];
                
                // 범위 체크 및 갈 수 있는 곳인지 확인
                if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && maps[nx][ny] == 1 && !visited[nx][ny]) {
                    visited[nx][ny] = true;
                    queue.offer(new int[]{nx, ny, dist + 1});
                }
            }
        }
        
        // 목표 지점에 도달할 수 없으면 -1 반환
        return -1;
    }
}

 

코드 설명

큐(Queue)

• BFS는 큐를 사용하여 탐색을 진행한다.
• 큐에는 현재 위치(x, y)와 이동한 칸 수(dist)를 함께 저장한다. 각 위치를 얼마나 걸쳐서 도달했는지를 추적한다.

 

방문 여부 배열 (visited)

• visited 배열은 각 칸을 방문했는지를 추적하는 배열이다.
• 같은 칸을 두 번 방문하지 않도록 하여 무한 루프를 방지한다.

 

BFS 탐색

• 큐에서 하나씩 꺼낸 위치를 기준으로, 상, 우, 하, 좌로 탐색한다.
• 이동할 수 있는 칸(벽이 아닌 곳이고, 아직 방문하지 않은 곳)을 발견하면 큐에 그 칸을 넣고 그 칸을 방문 처리한다.
• 목표 지점에 도달하면 현재까지의 dist 값을 반환한다.

 

목표 지점에 도달할 수 없을 경우

• 큐를 모두 탐색했는데도 목표 지점에 도달할 수 없으면 -1을 반환한다.