[백준3055번] 탈출 / Python3

문제

사악한 암흑의 군주 이민혁은 드디어 마법 구슬을 손에 넣었고, 그 능력을 실험해보기 위해 근처의 티떱숲에 홍수를 일으키려고 한다. 이 숲에는 고슴도치가 한 마리 살고 있다. 고슴도치는 제일 친한 친구인 비버의 굴로 가능한 빨리 도망가 홍수를 피하려고 한다.

티떱숲의 지도는 R행 C열로 이루어져 있다. 비어있는 곳은 '.'로 표시되어 있고, 물이 차있는 지역은 '*', 돌은 'X'로 표시되어 있다. 비버의 굴은 'D'로, 고슴도치의 위치는 'S'로 나타내어져 있다.

매 분마다 고슴도치는 현재 있는 칸과 인접한 네 칸 중 하나로 이동할 수 있다. (위, 아래, 오른쪽, 왼쪽) 물도 매 분마다 비어있는 칸으로 확장한다. 물이 있는 칸과 인접해있는 비어있는 칸(적어도 한 변을 공유)은 물이 차게 된다. 물과 고슴도치는 돌을 통과할 수 없다. 또, 고슴도치는 물로 차있는 구역으로 이동할 수 없고, 물도 비버의 소굴로 이동할 수 없다.

티떱숲의 지도가 주어졌을 때, 고슴도치가 안전하게 비버의 굴로 이동하기 위해 필요한 최소 시간을 구하는 프로그램을 작성하시오.

고슴도치는 물이 찰 예정인 칸으로 이동할 수 없다. 즉, 다음 시간에 물이 찰 예정인 칸으로 고슴도치는 이동할 수 없다. 이동할 수 있으면 고슴도치가 물에 빠지기 때문이다.

입력

첫째 줄에 50보다 작거나 같은 자연수 R과 C가 주어진다.

다음 R개 줄에는 티떱숲의 지도가 주어지며, 문제에서 설명한 문자만 주어진다. 'D'와 'S'는 하나씩만 주어진다.

출력

첫째 줄에 고슴도치가 비버의 굴로 이동할 수 있는 가장 빠른 시간을 출력한다. 만약, 안전하게 비버의 굴로 이동할 수 없다면, "KAKTUS"를 출력한다.

예제 입력 1

3 3
D.*
...
.S.

예제 출력 1

3

예제 입력 2

3 3
D.*
...
..S

예제 출력 2

KAKTUS

예제 입력 3

3 6
D...*.
.X.X..
....S.

예제 출력 3

6

예제 입력 4

5 4
.D.*
....
..X.
S.*.
....

예제 출력 4

4

나의 풀이

이 문제는 BFS를 사용하는 문제로 물과 고슴도치 두 개의 요소를 BFS를 돌려주어야 한다. 따라서 입력을 받을 때 물과 고슴도치 처음 위치를 저장해두고 시작해야한다. 또한 BFS에서는 물과 고슴도치의 위치를 담는 큐도 두가지가 필요하다.

한 번의 BFS를 돌릴때에는 각 큐의 길이만큼 돌게해주어 1분의 상황을 재현해야 한다. 예를들어 처음에 고슴도치의 위치는 1개이다. 그리고 BFS를 한 번 돌고나면 1개 이상일 수도 있다. 가령 두 곳으로 이동할 수 있어 큐에 2개가 push되었다고 생각해보면 이 두 경우는 같은 시간에 돌아가야하는 평행 세계?와도 같은 경우이기 때문이다. 따라서 BFS를 시작할 때 각 큐의 길이만큼 반복을 해주어 같은 시간에 돌아가야 하는 것들을 확인하는 것이다. 그럼 이제 BFS를 돌리는데 우리가 관심있는 것은 고슴도치이므로 큰 while문 조건에는 고슴도치 위치에 대한 큐가 비었는지를 확인해주어야 한다. 그래야 고슴도치가 도착을 했는지 안했는지의 여부를 확인해줄 수 있다. 그리고나서는 물과 고슴도치 각각의 큐의 길이만큼 탐색을 하면 되는데 여기서 중요한 점은 물을 먼저 진행해야한다는 것이다. 문제에서 보면 고슴도치는 물이 찰 예정인 곳은 갈 수 없다고 나와있다. 따라서 물을 먼저 이동을 시켜놓으면 고슴도치는 자연스럽게 물이 찰 예정인 곳은 갈 수 없게되기 때문이다. 이렇게 반복을 하다가 고슴도치가 'D'를 만나게 되면 각 while문을 돌때마다 카운터를 증가시켜 이 카운터를 반환해주고 만약 고슴도치가 'D'를 만나지 못하고 그대로 움직일 수 없는 상태가 된다면 "KAKTUS"를 반환해주면 된다.

그리고 해당 코드를 보면 고슴도치에 대해서만 visited를 사용했다. 이 이유는 물의 경우는 이동을 할때 아예 forest의 값을 '*'로 바꾸어 버린다. 즉 forest가 visited의 역할을 하는 것이기 때문이다. visited 즉, 방문 여부를 생각해주지 않으면 큐의 크기가 쓸데없이 커지게 되어 메모리초과가 발생할 수 있다.

코드

# 3055번 탈출
from collections import deque
import sys

# bfs
def bfs(start, flood):
    global R, C, forest

    s_q = deque([start])
    f_q = deque(flood)

    # 고슴도치 방문 여부 배열
    visited = [[False for _ in range(C)] for _ in range(R)]
    visited[start[1]][start[0]] = True

    dx = [-1,0,1,0]
    dy = [0,-1,0,1]
    count = 1
    while s_q:
        # 물 이동
        f_len = len(f_q)
        for _ in range(f_len):
            x, y = f_q.popleft()

            for i in range(4):
                nx = x + dx[i]
                ny = y + dy[i]

                if 0 <= nx < C and 0 <= ny < R:
                    if forest[ny][nx] == '.':
                        forest[ny][nx] = '*'
                        f_q.append([nx,ny])

        # 고슴도치 이동
        s_len = len(s_q)
        for _ in range(s_len):
            x, y = s_q.popleft()

            for i in range(4):
                nx = x + dx[i]
                ny = y + dy[i]

                if 0 <= nx < C and 0 <= ny < R:
                    if forest[ny][nx] == 'D':
                        return count
                    if not visited[ny][nx] and forest[ny][nx] == '.':
                        visited[ny][nx] = True
                        s_q.append([nx,ny])
        count += 1
    # While문이 끝나게되면 굴로 들어가지 못함.
    return "KAKTUS" 

# main
R, C = map(int, input().split())

forest = [['.' for _ in range(C)] for _ in range(R)]    # 숲
flood = []  # 물의 좌표 저장
for i in range(R):
    tmp = sys.stdin.readline()
    for j in range(C):
        if tmp[j] == 'S':
            start = [j,i]
        else:
            forest[i][j] = tmp[j]
            if tmp[j] == '*':
                flood.append([j,i])

print(bfs(start,flood))