미로 탐색 - bfs는 항상 최단 경로를 보장한다

조해빈·2023년 3월 19일
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백준

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미로 탐색 - 2178번

문제

N×M크기의 배열로 표현되는 미로가 있다.

1 0 1 1 1 1
1 0 1 0 1 0
1 0 1 0 1 1
1 1 1 0 1 1

미로에서 1은 이동할 수 있는 칸을 나타내고, 0은 이동할 수 없는 칸을 나타낸다. 이러한 미로가 주어졌을 때, (1, 1)에서 출발하여 (N, M)의 위치로 이동할 때 지나야 하는 최소의 칸 수를 구하는 프로그램을 작성하시오. 한 칸에서 다른 칸으로 이동할 때, 서로 인접한 칸으로만 이동할 수 있다.

위의 예에서는 15칸을 지나야 (N, M)의 위치로 이동할 수 있다. 칸을 셀 때에는 시작 위치와 도착 위치도 포함한다.

입력
첫째 줄에 두 정수 N, M(2 ≤ N, M ≤ 100)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 M개의 정수로 미로가 주어진다. 각각의 수들은 붙어서 입력으로 주어진다.

출력
첫째 줄에 지나야 하는 최소의 칸 수를 출력한다. 항상 도착위치로 이동할 수 있는 경우만 입력으로 주어진다.

풀이

미로 탐색은 bfs를 쓰는 기본 예제이다.

풀이1

다음의 코드는 정답이다.

import sys
input = sys.stdin.readline

def BFS(si, sj, ei, ej): #start, end
    q = []
    visited = [ [0]*M for _ in range(N) ]

    q.append((si, sj))
    visited[si][sj] = 1

    while q:
        ci, cj = q.pop(0) #curr

        if (ci, cj)==(ei, ej):
            return( visited[ei][ej] )

        #4방향, 범위 내, 조건에 맞으면 가야 할 길~
        for di, dj in ((-1,0), (1,0), (0,-1), (0,1)):
            ni, nj = ci+di, cj+dj #next
            if 0<=ni<N and 0<=nj<M and graph[ni][nj]==1 and visited[ni][nj]==0:
                q.append((ni, nj))
                visited[ni][nj] = visited[ci][cj]+1

N, M = map(int, input().split())
graph = [ list(map(int, input().strip())) for _ in range(N) ]

result = BFS(0, 0, N-1, M-1)
print(result)

반복문 for di, dj in ((-1,0), (1,0), (0,-1), (0,1)): 는 이중배열 즉 행렬형의 리스트 변수 visited 내에서 상하좌우 한 칸씩 이동할 수 있는 경우를 모두 확인함이다.

풀이2

다음의 코드는 정답이다.

import sys
from collections import deque
sys.setrecursionlimit(10**6)
input = sys.stdin.readline
N, M = map(int, input().split())

graph = [ list(map(int, input().rstrip())) for _ in range(N) ]
q = deque([(0, 0)])

def BFS(x, y):
    # 이동할 상, 하, 좌, 우 방향 정의
    dx = [-1,1,0,0]
    dy = [0,0,-1,1]

    q = deque()
    q.append((x,y))

    while q:
        x, y = q.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            # 위치 벗어나면 안되므로 조건 추가
            if nx<0 or nx>=N or ny<0 or ny>=M:
                continue
            # 벽이므로 진행 불가
            if graph[nx][ny]==0:
                continue
            # 벽이 아니므로 이동 가능
            if graph[nx][ny]==1:
                graph[nx][ny] = graph[x][y]+1 # graph의 value로 이동 카운트
                q.append((nx,ny))

    # 마지막 값에서 카운트 값 뽑기
    return graph[N-1][M-1]

print(BFS(0, 0))

아래의 블로그에 위 문제에 대해 좋은 정리가 되어 있다.
https://great-park.tistory.com/m/46

리스트 변수 dx와 dy는 각 x와 y에 대해서 변화량, 즉 상하좌우 한 칸씩 이동할 수 있음이다.

풀이에서는 따로 카운터 변수를 선언하지 않고, DP문제를 풀듯이 graph의 value 자체를 이동 횟수로 저장하면서 탐색을 진행하고 있다.

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