[백준] code.plus(BFS 알고리즘,JAVA)14442번, 벽 부수고 이동하기 2

문제 링크

14442번: 벽 부수고 이동하기 2

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주의사항

• JAVA를 사용하여 프로그램을 사용하였습니다.
• 백준에서 코드를 작성하였을 때 아래 형태에서 Main에서 결과가 출력되어야 합니다.

public class Main{ 	
	public static void main(String[] args){
    }
}

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문제 설명

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접근 방법

그래프 알고리즘이란?

각 정점과 연결하는 선분의 정보를 가지고 BFS(너비 우선 탐색), DFS(깊이 우선 탐색) .... 등을 이용하여 정점에서 다른 정점으로 가는 최소값, 최대값 등의 문제에서 출력하라는 결과를 구하는 알고리즘입니다.

 

BFS?

BFS(너비 우선 탐색)은 아래 그림처럼 시작 노드에 인접한 노드를 모두 탐색한 후 인접한 노드를 기준으로 다시 인접한 노드를 찾아내는 것을 반복하여 탐색합니다.

시작 노드 탐색이 끝나면 인접했던 노드를 시작 노드로 생각하고 다시 탐색합니다.

출처: https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%84%88%EB%B9%84_%EC%9A%B0%EC%84%A0_%ED%83%90%EC%83%89

더 자세한 내용은 아래 링크에 들어가서 확인해주시면 감사하겠습니다.

너비 우선 탐색 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

이 문제에 핵심은

1. 맵에서 이동할 수 있는 구간 0, 벽이 있는 구간 1로 주어집니다.

2. 벽을 부술 수 K번 이하로 부술 수 있습니다.

3. 벽을 부수거나 부수지 않는 모든 경우의 수 중 최단 거리를 결과로 출력한다.

 

벽을 K번 이하로 부술 수 있으므로 BFS탐색에 방문 확인에 대해서 벽을 몇 번 부수었을 때 방문했는지까지 확인합니다.

 

방문 확인 배열을 3차원으로 구성하였습니다.visited[N][M][K+1]

 

N = 세로

 

M = 가로

 

K = 벽을 부수는 최대 횟수

 

visited[1][4][1] : 벽을 1번 부수고 (4, 1)의 값에 도착하였을 때 방문했는지 확인

 

해당 방문 확인을 이용해서 BFS 탐색으로 가장 먼저 도착 지점에 도착하면 최단 거리로 구합니다.

 

예제입력 1.

 

K = 1

0(출발)	1	0	0
1	1	1	0
1	0	0	0
0	0	0	0
0	1	1	1
0	0	0	0(도착)

현재 벽을 부순 횟수 : 0

 

출발지점부터 BFS탐색을 통해 진행합니다.

0(출발)	1	0	0
1	1	1	0
1	0	0	0
0	0	0	0
0	1	1	1
0	0	0	0(도착)

이전에 벽을 부순 횟수가 0이기 때문에 주변에 있는 벽을 부수고 이동할 수 있습니다.

 

(0, 1)을 탐색해보도록 하겠습니다.

0(출발)	1	0	0
1	1	1	0
1	0	0	0
0	0	0	0
0	1	1	1
0	0	0	0(도착)

(0, 1)에서는 벽을 부순 횟수가 1이기 때문에 더 이상 벽을 부술 수 없습니다.

그래서 (1, 1)로는 탐색을 진행하지 못하고 (0, 2)만 탐색이 가능합니다.

 

BFS 탐색 중 ........

0(출발)	1	0	0
1	1	1	0
1	0	0	0
0	0	0	0
0	1	1	1
0	0	0	0(도착)

가장 먼저 도착했을 때 거리 : 15

 

결과로 15를 출력합니다.

 

• BufferedReader를 사용하여 입력 값을 받았습니다.
• StringTokenizer을 이용하여 N,M,K을 저장하였습니다.
• 시작지점에서 벽을 K번 이하로 부수며 BFS탐색하여 최단 거리를 구하는 bfs함수를 실행하였습니다.
• 최단 거리를 BufferedWriter에 저장합니다.
• BufferedWriter에 저장된 결과값을 출력하였습니다.

• bfs함수는 시작 지점에서 BFS 탐색을 진행하며 목적지에 도착하지 못하면 -1, 도착하면 최단 거리를 반환한다.

 

import java.util.*;
import java.io.*;

public class Main {
	//BFS탐색시 사용하는 클래스
    static class position{
        int x, y, count, wallBreak;
        public position(int x, int y, int count, int wallBreak) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.count = count;
            this.wallBreak = wallBreak;
        }

    }
    static int N,M,K;
    static int[][] map;		//지도 정보 저장 배열
    static boolean[][][] visited;	//부순 횟수 기준 방문 확인 배열
    static int[] dx = {0, 0, -1, 1};	//상하좌우 X값 변경값
    static int[] dy = {-1, 1, 0, 0};	//상하좌우 Y값 변경값
    static public void  main(String[] args) throws IOException{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //입력값 처리하는 BufferedReader
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        //결과값 출력하는 BufferedWriter
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine()," ");
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        K = Integer.parseInt(st.nextToken());
        visited = new boolean[N][M][K+1];
        map = new int[N][M];
        //지도 관련 정보 저장
        for(int i=0;i<N;i++){
            String str = br.readLine();
            for(int j=0;j<M;j++)
                map[i][j] = Character.getNumericValue(str.charAt(j));
        }
        int result = bfs();		//시작지점에서 BFS 탐색 시작

        bw.write(result + "\n");	//최단 거리 BufferedWriter 저장
        bw.flush();		//결과 출력
        bw.close();
        br.close();
    }
    //시작지점에서 K번 이하 벽을 부수며 도착지점에 가는 최단 거리 구하는 BFS 함수
    static int bfs() {
        Queue<position> queue = new LinkedList<>();
        visited[0][0][0] = true;		//시작 지점 방문 확인, (0,0)
        queue.add(new position(0, 0, 1, 0));	//시작 지점 값 Queue 저장
        while (!queue.isEmpty()) {
            position cur = queue.poll();
            int x = cur.x;
            int y = cur.y;
            int count = cur.count;
            int wallBreak = cur.wallBreak;
            if (x == M - 1 && y == N - 1)	//도착 지점 방문(N-1, M-1)
                return count;

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int tempX = x + dx[i];
                int tempY = y + dy[i];
                if (tempX >= 0 && tempY >= 0 && tempY < N && tempX < M) {
                        if (map[tempY][tempX] == 1) {	//인접한 벽일 때
                            if(wallBreak < K && !visited[tempY][tempX][wallBreak+1]){
                                queue.add(new position(tempX, tempY, count + 1, wallBreak + 1));
                                visited[tempY][tempX][wallBreak + 1] = true;
                            }
                        } else{		//이동할 수 있는 인접한 칸일 때
                            if(!visited[tempY][tempX][wallBreak]){
                                queue.add(new position(tempX, tempY, count + 1, wallBreak));
                                visited[tempY][tempX][wallBreak] = true;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        return -1;	//도착 지점 방문 실패시.
    }
}