문제
빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온 "죠르디"는 인생 2막을 위해 주택 건축사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는 기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.
프로그램은 2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는 길이가 1인 선분으로 표현되며 다음과 같은 규칙을 가지고 있습니다.
- 기둥은 바닥 위에 있거나 보의 한쪽 끝 부분 위에 있거나, 또는 다른 기둥 위에 있어야 합니다.
- 보는 한쪽 끝 부분이 기둥 위에 있거나, 또는 양쪽 끝 부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있어야 합니다.
단, 바닥은 벽면의 맨 아래 지면을 말합니다.
2차원 벽면은 n x n 크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는 1 x 1 크기입니다. 맨 처음 벽면은 비어있는 상태입니다. 기둥과 보는 격자선의 교차점에 걸치지 않고, 격자 칸의 각 변에 정확히 일치하도록 설치할 수 있습니다. 다음은 기둥과 보를 설치해 구조물을 만든 예시입니다.
예를 들어, 위 그림은 다음 순서에 따라 구조물을 만들었습니다.
- (1, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (1, 1)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
- (2, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (2, 2)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
- (5, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (5, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 더 설치합니다.
- (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치 후, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치합니다.
만약 (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 먼저 설치하지 않고, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치하려 한다면 2번 규칙에 맞지 않으므로 설치가 되지 않습니다. 기둥과 보를 삭제하는 기능도 있는데 기둥과 보를 삭제한 후에 남은 기둥과 보들 또한 위 규칙을 만족해야 합니다. 만약, 작업을 수행한 결과가 조건을 만족하지 않는다면 해당 작업은 무시됩니다.
벽면의 크기 n, 기둥과 보를 설치하거나 삭제하는 작업이 순서대로 담긴 2차원 배열 build_frame이 매개변수로 주어질 때, 모든 명령어를 수행한 후 구조물의 상태를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.
제한사항
- n은 5 이상 100 이하인 자연수입니다.
- build_frame의 세로(행) 길이는 1 이상 1,000 이하입니다.
- build_frame의 가로(열) 길이는 4입니다.
- build_frame의 원소는 [x, y, a, b]형태입니다.
- x, y는 기둥, 보를 설치 또는 삭제할 교차점의 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
- a는 설치 또는 삭제할 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
- b는 구조물을 설치할 지, 혹은 삭제할 지를 나타내며 0은 삭제, 1은 설치를 나타냅니다.
- 벽면을 벗어나게 기둥, 보를 설치하는 경우는 없습니다.
- 바닥에 보를 설치 하는 경우는 없습니다.
- 구조물은 교차점 좌표를 기준으로 보는 오른쪽, 기둥은 위쪽 방향으로 설치 또는 삭제합니다.
- 구조물이 겹치도록 설치하는 경우와, 없는 구조물을 삭제하는 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
- 최종 구조물의 상태는 아래 규칙에 맞춰 return 해주세요.
- return 하는 배열은 가로(열) 길이가 3인 2차원 배열로, 각 구조물의 좌표를 담고있어야 합니다.
- return 하는 배열의 원소는 [x, y, a] 형식입니다.
- x, y는 기둥, 보의 교차점 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
- 기둥, 보는 교차점 좌표를 기준으로 오른쪽, 또는 위쪽 방향으로 설치되어 있음을 나타냅니다.
- a는 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
- return 하는 배열은 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬해주세요.
- x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보보다 앞에 오면 됩니다.
풀이
알고리즘적으로 어려운 풀이는 아니다. 단지 문제를 푸는것이 좀 복잡한 문제다.
기둥과 보를 pillar[][] 와 beam[][] 으로 두개의 boolean 2차원 배열로 각각 관리하였다.
우선 설치하는 경우 (b == 1) 인경우에 대해서 풀어보자면
기둥의 설치 조건
- 바닥 위에 설치( y = 0 )
- 기둥, 보 위에 설치 (pillar[y-1][x] == true || beam[y][x] == true)
여기서 pillar 는 pillar[y-1][x] 인데 beam은 bema[y][x] 인 이유는 기둥은 시작점에서 y+1 방향으로 설치하고 보는 시작점에서 x+1 방향으로 설치하기 때문이다.
따라서 기둥은 pillar[y-1][x] 에 설치돼있으면 pillar[y][x] 까지 설치돼 있는것.
보의 설치 조건
- 한쪽 끝에 기둥이 있는 곳에 설치(pillar[y-1][x] == true || pillar[y-1][x+1])
- 보와 보 사이에 설치 (beam[y][x-1] == true && beam[y][x+1])
이렇게 두가지 경우가 있다.
이제 삭제의 조건이 살짝 어렵다. 너무 여러가지 경우를 고려해야하기 때문에 먼저 삭제를 하고 모든 건축물이 설치조건을 만족하는지를 판별하였다.
해당 위치에 보나 기둥이 설치돼있는데, 설치조건이 만족하지 않는 상태라면 해당 위치의 기둥이나 보를 제거할 수 없는 상황이 된다.
static boolean canDelete(int x, int y){
for(int i = 0 ; i <= size ; i++){
for(int j = 0 ; j<= size ; j++){
if(beam[i][j] && !canBeam(j, i)){
return false;
}
if(pillar[i][j] && !canPillar(j, i)){
return false;
}
}
}
return true;
}
이렇게 푼 boolean 2차배열 두개를 true 값이 나오는 곳의 x, y 건축물의 종류를 하나의 class를 선언하여 list에 저장하면 된다.
<전체코드>
import java.util.*;
class Solution {
static class node{
int x;
int y;
int structure;
node(int x, int y, int structure){
this.x = x;
this.y = y;
this.structure = structure;
}
}
static boolean[][] pillar;
static boolean[][] beam;
static int size;
public int[][] solution(int n, int[][] build_frame) {
int[][] answer = {};
size = n;
pillar = new boolean[n + 1][n + 1];
beam = new boolean[n + 1][n + 1];
for(int i = 0 ; i < build_frame.length ; i++){
int x = build_frame[i][0];
int y = build_frame[i][1];
int a = build_frame[i][2];
int b = build_frame[i][3];
if(b == 1){
create(x, y, a);
}
else{
delete(x, y, a);
}
}
List<node> list = new ArrayList<node>();
for(int i = 0 ; i <= n ; i++){
for(int j = 0 ; j <= n ; j++){
if(pillar[j][i]){
list.add(new node(i, j, 0));
}
if(beam[j][i]){
list.add(new node(i, j, 1));
}
}
}
answer = new int[list.size()][3];
for(int i = 0 ; i < list.size() ; i++){
answer[i][0] = list.get(i).x;
answer[i][1] = list.get(i).y;
answer[i][2] = list.get(i).structure;
}
return answer;
}
static boolean canBeam(int x, int y){
if(pillar[y-1][x] || pillar[y-1][x+1]){
return true;
}
if(x > 0){
if(beam[y][x-1] && beam[y][x+1]){
return true;
}
}
return false;
}
static boolean canPillar(int x, int y){
if( y == 0){
return true;
}
if( pillar[y-1][x] || beam[y][x] ){
return true;
}
if(x > 0){
if(beam[y][x-1]){
return true;
}
}
return false;
}
static void create(int x, int y, int a){
if(a == 0){
if(canPillar(x, y)){
pillar[y][x] = true;
}
}
else{
if(canBeam(x,y)){
beam[y][x] = true;
}
}
}
static boolean canDelete(int x, int y){
for(int i = 0 ; i <= size ; i++){
for(int j = 0 ; j<= size ; j++){
if(beam[i][j] && !canBeam(j, i)){
return false;
}
if(pillar[i][j] && !canPillar(j, i)){
return false;
}
}
}
return true;
}
static void delete(int x, int y, int a){
if( a == 0){
pillar[y][x] = false;
}
else{
beam[y][x] = false;
}
if(!canDelete(x, y)){
if( a == 0){
pillar[y][x] = true;
}
else{
beam[y][x] = true;
}
}
}
}
사실 그렇게 어려운 알고리즘적인 기술이 들어간건 아닌데 문제가 복잡하니까 막막하여 풀고 구현하는데 시간이 오래걸렸다.
두려워하지말고 모든 방식으로 도전을 해봐야겠다.
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