[백준] 15653번 - 구슬 탈출 4

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문제

스타트링크에서 판매하는 어린이용 장난감 중에서 가장 인기가 많은 제품은 구슬 탈출이다. 구슬 탈출은 직사각형 보드에 빨간 구슬과 파란 구슬을 하나씩 넣은 다음, 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼내는 게임이다.

보드의 세로 크기는 N, 가로 크기는 M이고, 편의상 1×1크기의 칸으로 나누어져 있다. 가장 바깥 행과 열은 모두 막혀져 있고, 보드에는 구멍이 하나 있다. 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 보드에서 1×1크기의 칸을 가득 채우는 사이즈이고, 각각 하나씩 들어가 있다. 게임의 목표는 빨간 구슬을 구멍을 통해서 빼내는 것이다. 이때, 파란 구슬이 구멍에 들어가면 안 된다.

이때, 구슬을 손으로 건드릴 수는 없고, 중력을 이용해서 이리 저리 굴려야 한다. 왼쪽으로 기울이기, 오른쪽으로 기울이기, 위쪽으로 기울이기, 아래쪽으로 기울이기와 같은 네 가지 동작이 가능하다.

각각의 동작에서 공은 동시에 움직인다. 빨간 구슬이 구멍에 빠지면 성공이지만, 파란 구슬이 구멍에 빠지면 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬이 동시에 구멍에 빠져도 실패이다. 빨간 구슬과 파란 구슬은 동시에 같은 칸에 있을 수 없다. 또, 빨간 구슬과 파란 구슬의 크기는 한 칸을 모두 차지한다. 기울이는 동작을 그만하는 것은 더 이상 구슬이 움직이지 않을 때 까지이다.

보드의 상태가 주어졌을 때, 최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 번째 줄에는 보드의 세로, 가로 크기를 의미하는 두 정수 N, M (3 ≤ N, M ≤ 10)이 주어진다. 다음 N개의 줄에 보드의 모양을 나타내는 길이 M의 문자열이 주어진다. 이 문자열은 '.', '#', 'O', 'R', 'B' 로 이루어져 있다. '.'은 빈 칸을 의미하고, '#'은 공이 이동할 수 없는 장애물 또는 벽을 의미하며, 'O'는 구멍의 위치를 의미한다. 'R'은 빨간 구슬의 위치, 'B'는 파란 구슬의 위치이다.

입력되는 모든 보드의 가장자리에는 모두 '#'이 있다. 구멍의 개수는 한 개 이며, 빨간 구슬과 파란 구슬은 항상 1개가 주어진다.

출력

최소 몇 번 만에 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 있는지 출력한다. 만약, 어떻게 움직여도 빨간 구슬을 구멍을 통해 빼낼 수 없으면 -1을 출력한다.

👉 생각

• 빨간 구슬과 파란 구슬의 좌표를 bfs라는 함수의 인자로 넘긴다. 각각의 위치를 기준으로 같은 방향으로 너비 우선 탐색을 진행하고 먼저 파란 구슬을 움직이고 배열에 표시한뒤 빨간 구슬을 움직인다.

• 이때 변수를 총 4개정도 사용한다.

  • check_blue, check_red : 파란 구슬과 빨간 구슬의 좌표가 더 이상 움직이지 않을 때 True
  • goal_blue, goal_red : 파란 구슬과 빨간 구슬이 구멍을 만났는지 안 만났는지 체크 하는 변수

• check_blue와 check_red은 한 쪽 방향으로 파란 구슬과 빨간 구슬 계속 움직이고 더 이상 움직이 못할 때 각각 True로 바꿔준다. 둘 다 True라면 반복문을 나온 뒤 중간에 구멍을 거쳤는지 확인하고 방문을 했는지 확인한 뒤 q에 넣어준다.

• 위 방식을 계속 반복해서 구멍을 만나거나 cnt가 10을 넘어가면 -1을 출력한다.

from collections import deque
import copy
import sys

def bfs(r1, r2, b1, b2, arr):
    cnt = 0
    q = deque([])
    q.append((r1, r2, b1, b2, cnt, arr))
    visited = [(r1, r2, b1, b2)]
    while q:
        r1, r2, b1, b2, cnt, arr = q.popleft()
        if arr[r1][r2] == 'O' and cnt <= 10:
            return cnt
        elif cnt == 10:
            return -1

        if cnt > 10:
            return -1

        for dx, dy in [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]:
            # 아래 while문이 벽을 만나서 종료된 경우 True, 파란공이 구멍을 만나면 False
            goal_red = False
            goal_blue = False
            check_red = False
            check_blue = False
            tmp = copy.deepcopy(arr)
            nr1, nr2 = r1, r2
            nb1, nb2 = b1, b2
            while True:
                if not check_red:
                    nr1, nr2 = nr1 + dx, nr2 + dy
                if not check_blue:
                    nb1, nb2 = nb1 + dx, nb2 + dy

                # 파란 구슬 이동 가능하면 옮기기
                if not check_blue:
                    if tmp[nb1][nb2] == '.':
                        tmp[nb1][nb2] = 'B'
                        tmp[nb1 - dx][nb2 - dy] = '.'

                    # 파란 구슬 자리가 벽또는 빨간 구슬 만나면 위치 고정
                    elif tmp[nb1][nb2] == '#':
                        nb1, nb2 = nb1 - dx, nb2 - dy
                        check_blue = True

                    elif tmp[nb1][nb2] == 'R':
                        # 파란 구슬 빨간 구슬이 붙어 있는경우, 빨간 구슬이 그 다음에 움직일 여지가 있음
                        if tmp[nb1 + dx][nb2 + dy] == '#':
                            check_blue = True
                        nb1, nb2 = nb1 - dx, nb2 - dy

                    elif tmp[nb1][nb2] == 'O':
                        goal_blue = True
                        break

                # 빨간 구슬이 더 이상 움직이지 못할 때 까지 움직이기
                if not check_red:
                    # 빨간 구슬 이동 가능하면 이동
                    if tmp[nr1][nr2] == '.':
                        tmp[nr1][nr2] = 'R'
                        tmp[nr1 - dx][nr2 - dy] = '.'

                    # 빨간 구슬 구멍 만남
                    elif tmp[nr1][nr2] == 'O':
                        tmp[nr1 - dx][nr2 - dy] = '.'  # 빨간 구슬 통과
                        goal_red = True
                        check_red = True

                    # 벽이나 파란 구슬 만나면 더 못가니까 break
                    elif tmp[nr1][nr2] == '#' or tmp[nr1][nr2] == 'B':
                        nr1, nr2 = nr1 - dx, nr2 - dy
                        check_red = True

                # 둘다 더 이상 못 움직이면,
                if check_red and check_blue:
                    break

            # 빨간 공 통과 파란공 통과 x
            if goal_red and not goal_blue:
                return cnt + 1

            # 파란 구슬이 구멍을 만나지 않은 경우
            if not goal_blue and (nr1, nr2, nb1, nb2) not in visited:
                q.append((nr1, nr2, nb1, nb2, cnt + 1, tmp))
                visited.append((nr1, nr2, nb1, nb2))
    return -1


n, m = map(int, input().split())
arr = [list(sys.stdin.readline().rstrip()) for _ in range(n)]

for i in range(n):
    for j in range(m):
        if arr[i][j] == 'R':
            r1, r2 = i, j
        elif arr[i][j] == 'B':
            b1, b2 = i, j

print(bfs(r1, r2, b1, b2, arr))