백준 - 구현 뱀

문제

 'Dummy' 라는 도스게임이 있다. 이 게임에는 뱀이 나와서 기어다니는데, 사과를 먹으면 뱀 길이가 늘어난다. 뱀이 이리저리 기어다니다가 벽 또는 자기자신의 몸과 부딪히면 게임이 끝난다.

게임은 NxN 정사각 보드위에서 진행되고, 몇몇 칸에는 사과가 놓여져 있다. 보드의 상하좌우 끝에 벽이 있다. 게임이 시작할때 뱀은 맨위 맨좌측에 위치하고 뱀의 길이는 1 이다. 뱀은 처음에 오른쪽을 향한다.

뱀은 매 초마다 이동을 하는데 다음과 같은 규칙을 따른다.

• 먼저 뱀은 몸길이를 늘려 머리를 다음칸에 위치시킨다.
• 만약 이동한 칸에 사과가 있다면, 그 칸에 있던 사과가 없어지고 꼬리는 움직이지 않는다.
• 만약 이동한 칸에 사과가 없다면, 몸길이를 줄여서 꼬리가 위치한 칸을 비워준다. 즉, 몸길이는 변하지 않는다.

사과의 위치와 뱀의 이동경로가 주어질 때 이 게임이 몇 초에 끝나는지 계산하라.

 

입력

첫째 줄에 보드의 크기 N이 주어진다. (2 ≤ N ≤ 100) 다음 줄에 사과의 개수 K가 주어진다. (0 ≤ K ≤ 100)

다음 K개의 줄에는 사과의 위치가 주어지는데, 첫 번째 정수는 행, 두 번째 정수는 열 위치를 의미한다. 사과의 위치는 모두 다르며, 맨 위 맨 좌측 (1행 1열) 에는 사과가 없다.

다음 줄에는 뱀의 방향 변환 횟수 L 이 주어진다. (1 ≤ L ≤ 100)

다음 L개의 줄에는 뱀의 방향 변환 정보가 주어지는데,  정수 X와 문자 C로 이루어져 있으며. 게임 시작 시간으로부터 X초가 끝난 뒤에 왼쪽(C가 'L') 또는 오른쪽(C가 'D')로 90도 방향을 회전시킨다는 뜻이다. X는 10,000 이하의 양의 정수이며, 방향 전환 정보는 X가 증가하는 순으로 주어진다.

 

출력

첫째 줄에 게임이 몇 초에 끝나는지 출력한다.

 

예제 입력 1 복사

6
3
3 4
2 5
5 3
3
3 D
15 L
17 D

예제 출력 1 복사

9

 

# 종료 조건: 뱀이 자신의 몸에 부딪치거나, 벽에 부딪치면 종료

 

# 사과먹으면 몸이 길어짐, 사과 못 먹으면 길이 유지 (꼬리쪽 길이 없어지고 사과 없는 쪽은 늘어남)

# 즉 일단 늘리고, 사과가 없는 경우 줄이기

# 뱀이 몸을 꺾는 위치가 기록되어 있다.

# 간단하게 board 를 감싸는 벽을 만들고, 뱀의 위치에도 표기를 한다. 벽 혹은 뱀을 만나면 게임은 종료

$\rightarrow$ board 를 감싸는 벽을 꼭 만들 필요는 없긴하다. 

 

#뱀이 꺾는 순간은 2가지로 구현 가능 

 

1. 회전 행렬 

뭔가 최근에 회전 행렬을 공부하기도 했고, 쉬울 것 같아서 회전 행렬로 구현하였다. 

import sys 
input = sys.stdin.readline
from collections import deque 

N = int(input())
K = int(input())

board = [[0] * (N+2) for _ in range(N+2)]

for i in range(N+2):
    for j in range(N+2):
        if i == 0 or i == N+1 or j == 0 or j == N+1:
            board[i][j] = 2 

for i in range(K):
    r, c = map(int, input().split())
    board[r][c] = 1 
    
L = int(input())

change = []
for i in range(L):
    n, direction = input().split()
    change.append((int(n), direction))
    
time = 0 
i, j = 1, 1
last_i, last_j = 1, 1
time = 0 

board[1][1] = 2
queue = deque([[1,1]])


while(True):
    time += 1 
    j += 1                
   
    if board[i][j] == 1:
        board[i][j] = 2
        queue.append([i,j])
        
    elif board[i][j] == 0:
        board[i][j] = 2 
        queue.append([i,j])
        last_i, last_j = queue.popleft()
        board[last_i][last_j] = 0     

    elif board[i][j] == 2:
        break
        
    for n, direction in change:
        if n == time:
            if direction == 'L':
                board = list(map(list,zip(*board[::-1])))
                i,j = j,i 
                j = N+1 - j 

                queue = deque([[last_j, N+1 - last_i] for last_i, last_j in queue])

            elif direction == 'D':
                board = list(zip(*board[::-1]))
                board = list(zip(*board[::-1]))
                board = list(map(list,zip(*board[::-1])))
                i,j = j,i 
                i = N+1 - i 
                queue = deque([[N+1 - last_j, last_i] for last_i, last_j in queue])
                
print(time)

 

하지만 회전 행렬로 구현을 하면 다음과 같은 문제가 발생했다. 

 

• 회전 시키면 기존 index 의 위치도 회전을 시켜줘야 한다. 
• 뱀의 길이가 줄어 들기위해 저장해놓은 위치는 회전에 회전을 거듭한다. 그렇기 때문에 자료구조에 저장을 해놓고 회전할때마다 index 를 변경해줘야한다. 이를 위해 queue 를 사용했다. 

정리하자면 회전을 시키는 것 뿐만 아니라 indexing 을 동시에 하고 있을 때는 회전 행렬을 사용하는 것이 쉽지 않다는 것을 깨달았다. 

여러번의 회전이 중첩되면서 indexing 이 아예 꼬이는 경우가 발생할 수 있다는 것을 알았다. 

 

회전 행렬로도 문제를 잘 해결했지만, 이 문제는 방향으로 구현할 때 훨씬 수월하다는 것을 배웠다. 

 

 

2. 방향으로 구현 

import sys 
input = sys.stdin.readline
from collections import deque 

N = int(input())
K = int(input())

board = [[0] * (N+2) for _ in range(N+2)]

for i in range(N+2):
    for j in range(N+2):
        if i == 0 or i == N+1 or j == 0 or j == N+1:
            board[i][j] = 2 

for i in range(K):
    r, c = map(int, input().split())
    board[r][c] = 1 
    
L = int(input())

change = []

for i in range(L):
    n, direction = input().split()
    change.append((int(n), direction))

dx = [1, 0, -1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1] 

idx = 0
y = 1
x = 1
time = 0
board[y][x] = 2

tail = deque([[1,1]])


while True: 
    x += dx[idx]
    y += dy[idx]

    time += 1
    print(board)

    if board[y][x] == 1:
        board[y][x] = 2
        tail.append([y,x])

    elif board[y][x] == 0 :
        board[y][x] = 2 
        tail.append([y,x])
        t_y, t_x = tail.popleft()
        board[t_y][t_x] = 0
    
    elif board[y][x] == 2:
        break

    for n, direction in change: 
        if time == n:
            if direction == 'D':
                idx = (idx+1) % 4
            elif direction == 'L':
                idx = (idx+3) % 4
            
print(time)

훨씬 더 빠르게 구현할 수 있었다. 

실제 동작 속도나 메모리 사용은 유사하다. 

 

※목표: 최적의 코드를 참고해보자. 

 

최적의 코드를 참고해본 결과 나와의 차이는 단순하다. 

 

1)아래의 사진처럼 나는 board 를 감싸는 벽을 만들었으나, 최적 코드는 벽을 감싸지 않고 그냥 0 $\leq$ N 로 구현하였다. 

 

2) for 문으로 방향을 트는 시간이 되었는지 확인하는 건 readability 가 떨어진다. direction 과 time 을 따로저장하거나 dictionary 에 저장하여 in 으로 확인하는 것이 더 좋아보인다.