[백준 / BAEKJOON] 17070번 파이프 옮기기 - C++

문제 원문

조건

시간 제한 : 1초 (추가 시간 없음)
메모리 제한 : 512 MB

문제

유현이가 새 집으로 이사했다. 새 집의 크기는 N×N의 격자판으로 나타낼 수 있고, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있다. 여기서 r은 행의 번호, c는 열의 번호이고, 행과 열의 번호는 1부터 시작한다. 각각의 칸은 빈 칸이거나 벽이다.

오늘은 집 수리를 위해서 파이프 하나를 옮기려고 한다. 파이프는 아래와 같은 형태이고, 2개의 연속된 칸을 차지하는 크기이다.

파이프는 회전시킬 수 있으며, 아래와 같이 3가지 방향이 가능하다.

파이프는 매우 무겁기 때문에, 유현이는 파이프를 밀어서 이동시키려고 한다. 벽에는 새로운 벽지를 발랐기 때문에, 파이프가 벽을 긁으면 안 된다. 즉, 파이프는 항상 빈 칸만 차지해야 한다.

파이프를 밀 수 있는 방향은 총 3가지가 있으며, →, ↘, ↓ 방향이다. 파이프는 밀면서 회전시킬 수 있다. 회전은 45도만 회전시킬 수 있으며, 미는 방향은 오른쪽, 아래, 또는 오른쪽 아래 대각선 방향이어야 한다.

파이프가 가로로 놓여진 경우에 가능한 이동 방법은 총 2가지, 세로로 놓여진 경우에는 2가지, 대각선 방향으로 놓여진 경우에는 3가지가 있다.

아래 그림은 파이프가 놓여진 방향에 따라서 이동할 수 있는 방법을 모두 나타낸 것이고, 꼭 빈 칸이어야 하는 곳은 색으로 표시되어져 있다.

가로

세로

대각선

가장 처음에 파이프는 (1, 1)와 (1, 2)를 차지하고 있고, 방향은 가로이다. 파이프의 한쪽 끝을 (N, N)로 이동시키는 방법의 개수를 구해보자.

입력

첫째 줄에 집의 크기 N(3 ≤ N ≤ 16)이 주어진다. 둘째 줄부터 N개의 줄에는 집의 상태가 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. (1, 1)과 (1, 2)는 항상 빈 칸이다.

출력

첫째 줄에 파이프의 한쪽 끝을 (N, N)으로 이동시키는 방법의 수를 출력한다. 이동시킬 수 없는 경우에는 0을 출력한다. 방법의 수는 항상 1,000,000보다 작거나 같다.

예제

풀이

BFS로 탐색하여 목표 위치에 도달할 수 있는 방법의 수를 구하는 문제입니다.

이러한 구현 문제는 그냥 main에 구현하기 보다는 클래스로 구현하는 것이 구조가 깔끔해지기 때문에 클래스를 선언하여 해결하였습니다.

풀이 방법은 다음과 같습니다.

1. BFS 알고리즘을 사용한다. queue에는 Pipe 클래스를 넣는다
2. BFS 알고리즘으로 탐색을 하되 파이프의 상태에 따라 갈 수 있는 방향이 달라진다.
   1. 가로 - 왼쪽, 대각선
   2. 세로 - 아래, 대각선
   3. 대각선 - 왼쪽, 아래, 대각선
3. 방향에 따라 빈 칸이어야 하는 영역이 다르기 때문에 조건에 따라서 빈칸이면 queue에 이동한 위치의 Pipe를 삽입
4. Pipe의 끝이 목적지에 도달했으면 Count 증가

성공 코드

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>

using namespace std;

//define

using ull = unsigned long long ;
using location =  pair<int, int> ;
using matrix = vector<vector<int>>;

//custum function
class Solution
{
	class Pipe
	{
	public:
		location pipeFront, pipeRear;
		Pipe()
		{
			pipeFront = { 0, 0 };
			pipeRear = { 0, 1 };
		}
	};

public:
	Solution(int matrixSize, matrix inputMatrix)
	{
		this->matrixSize = matrixSize;
		this->inputMatrix = inputMatrix;
	}
	~Solution()
	{
	}

	int solution()
	{
		init();
		BFS_Queue.push(Pipe());
		int count = 0;

		//Solution
		while (!BFS_Queue.empty())
		{
			Pipe nowPipe = BFS_Queue.front();
			BFS_Queue.pop();

			if (nowPipe.pipeRear.first == matrixSize - 1 && nowPipe.pipeRear.second == matrixSize - 1)
			{
				++count;
				continue;
			}

			if (nowPipe.pipeFront.first == nowPipe.pipeRear.first)
			{
				goRight(nowPipe);
				goDiagonal(nowPipe);
			}
			else if (nowPipe.pipeFront.second == nowPipe.pipeRear.second)
			{
				goDiagonal(nowPipe);
				goDown(nowPipe);
			}
			else
			{
				goRight(nowPipe);
				goDiagonal(nowPipe);
				goDown(nowPipe);
			}
		}

		return count;
	}

private:
	int matrixSize;
	matrix inputMatrix;
	queue<Pipe> BFS_Queue;

	void init()
	{
		BFS_Queue = queue<Pipe>();
	}

	void goRight(Pipe nowPipe)
	{
		if (nowPipe.pipeRear.second + 1 < matrixSize &&
			inputMatrix[nowPipe.pipeRear.first][nowPipe.pipeRear.second + 1] == 0)
		{
			nowPipe.pipeFront = nowPipe.pipeRear;
			++nowPipe.pipeRear.second;
			BFS_Queue.push(nowPipe);
		}
	}

	void goDown(Pipe nowPipe)
	{
		if (nowPipe.pipeRear.first + 1 < matrixSize &&
			inputMatrix[nowPipe.pipeRear.first + 1][nowPipe.pipeRear.second] == 0)
		{
			nowPipe.pipeFront = nowPipe.pipeRear;
			++nowPipe.pipeRear.first;
			BFS_Queue.push(nowPipe);
		}
	}

	void goDiagonal(Pipe nowPipe)
	{
		if (nowPipe.pipeRear.second + 1 < matrixSize && nowPipe.pipeRear.first + 1 < matrixSize &&
			inputMatrix[nowPipe.pipeRear.first][nowPipe.pipeRear.second + 1] == 0 &&
			inputMatrix[nowPipe.pipeRear.first + 1][nowPipe.pipeRear.second] == 0 &&
			inputMatrix[nowPipe.pipeRear.first + 1][nowPipe.pipeRear.second + 1] == 0)
		{
			nowPipe.pipeFront = nowPipe.pipeRear;
			++nowPipe.pipeRear.first;
			++nowPipe.pipeRear.second;
			BFS_Queue.push(nowPipe);
		}
	}
};

int main()
{
	ios_base::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	////////////////////////////////////
	//Declaration
	int matrixSize(0);
	cin >> matrixSize;
	matrix inputMatrix(matrixSize, vector<int>(matrixSize));
	for (int x(0); x < matrixSize; ++x)
	{
		for (int y(0); y < matrixSize; ++y)
		{
			cin >> inputMatrix[x][y];
		}
	}

	Solution sol(matrixSize, inputMatrix);

	//Output
	cout << sol.solution() << '\n';

	return 0;
}

결과

Github - github.com/ledpear