[프로그래머스 lev2/JS] 게임 맵 최단거리

woolee의 기록보관소·2022년 11월 19일
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알고리즘 문제풀이

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문제 출처

프로그래머스 lev2 - 게임 맵 최단거리

문제

ROR 게임은 두 팀으로 나누어서 진행하며, 상대 팀 진영을 먼저 파괴하면 이기는 게임입니다. 따라서, 각 팀은 상대 팀 진영에 최대한 빨리 도착하는 것이 유리합니다.
지금부터 당신은 한 팀의 팀원이 되어 게임을 진행하려고 합니다. 다음은 5 x 5 크기의 맵에, 당신의 캐릭터가 (행: 1, 열: 1) 위치에 있고, 상대 팀 진영은 (행: 5, 열: 5) 위치에 있는 경우의 예시입니다.
캐릭터가 움직일 때는 동, 서, 남, 북 방향으로 한 칸씩 이동하며, 게임 맵을 벗어난 길은 갈 수 없습니다.
게임 맵의 상태 maps가 매개변수로 주어질 때, 캐릭터가 상대 팀 진영에 도착하기 위해서 지나가야 하는 칸의 개수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요. 단, 상대 팀 진영에 도착할 수 없을 때는 -1을 return 해주세요.

제한사항

maps는 n x m 크기의 게임 맵의 상태가 들어있는 2차원 배열로, n과 m은 각각 1 이상 100 이하의 자연수입니다.
n과 m은 서로 같을 수도, 다를 수도 있지만, n과 m이 모두 1인 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
maps는 0과 1로만 이루어져 있으며, 0은 벽이 있는 자리, 1은 벽이 없는 자리를 나타냅니다.
처음에 캐릭터는 게임 맵의 좌측 상단인 (1, 1) 위치에 있으며, 상대방 진영은 게임 맵의 우측 하단인 (n, m) 위치에 있습니다.

나의 풀이

1차 시도(69.9/100 - 정확성 전부 통과, 효율성 전부 실패)

function solution(maps) {
  const height = maps.length;
  const width = maps[0].length;
  const dir = [[1,0], [-1,0], [0,1], [0,-1]];
  let answer = Number.MAX_SAFE_INTEGER;

  function Search(x,y,count) {
    if (x===width-1 && y===height-1) {
      if (answer > count && count !== undefined) answer = count;
    }
    else {
      for (let i=0; i<dir.length; i++) {
        let nx=x+dir[i][0];
        let ny=y+dir[i][1];
        if (nx>=0 && nx<=width-1 && ny>=0 && ny<=height-1 && maps[ny][nx]===1) {
          maps[ny][nx]=0;
          Search(nx, ny, count+1);
          maps[ny][nx]=1;
        }
      }
    }
  }
  Search(0,0,1);

  return answer===Number.MAX_SAFE_INTEGER ? -1 : answer;
}

console.log(
  solution([
    [1, 0, 1, 1, 1], 
    [1, 0, 1, 0, 1], 
    [1, 0, 1, 1, 1], 
    [1, 1, 1, 0, 1], 
    [0, 0, 0, 0, 1]
  ])
)

// console.log(
//   solution([
//     [1, 0, 1, 1, 1], 
//     [1, 0, 1, 0, 1], 
//     [1, 0, 1, 1, 1], 
//     [1, 1, 1, 0, 0], 
//     [0, 0, 0, 0, 1]
//   ])
// )

2차 시도 (실패)

flag를 통해 재귀를 돌기 전에 이미 maps에서 0으로 막혀 있다면 -1을 return 해버리게 코드를 작성했다. (목표 지점 줄에서 for문을 순회한다. 하나의 flag[i-1]에 대해 while문을 통해 계단식으로 올라가면서 값을 넣는다. 계단식으로 전부 올라갔을 때 이 모든 값들이 전부 0이면 막혀 있다고 판단한다.)

오히려 런타임 에러가 더 많이 발생한다...

function solution(maps) {
  const height = maps.length-1;
  const width = maps[0].length-1;
  const dir = [[1,0], [-1,0], [0,1], [0,-1]];
  let answer = Number.MAX_SAFE_INTEGER;

  let flag = [];
  for (let i = 1; i <= width; i++) {
    let a = height;
    let b = width-i;
    flag[i-1] = 0; 
    while (b <= width) {
      flag[i-1] += maps[a][b];
      // console.log(maps[a][b]);    
      a = a-1; 
      b = b+1;
    }
  }
  // console.log(flag);
  if (flag.includes(0)) return -1;
  else {
    function Search(x,y,count) {
      if (x === width && y === height) {
        if (answer > count && count !== undefined) answer = count;
      }
      else {
        for (let i = 0; i < dir.length; i++) {
          let nx = x + dir[i][0];
          let ny = y + dir[i][1];
          if (nx >= 0 && nx <= width && ny >= 0 && ny <= height && maps[ny][nx] === 1) {
            maps[ny][nx] = 0;
            Search(nx, ny, count+1);
            maps[ny][nx] = 1;
          }
        }
      }
    }
    Search(0,0,1);
    return answer === Number.MAX_SAFE_INTEGER ? -1 : answer;
  }
}

3차 시도 (통과)

dfs가 아닌 bfs를 통한 풀이.

큐에 값을 저장하고 네 방향에 대해 while문을 순회하면서 큐에서 값을 뺀다.

function solution(maps) {
  const ht = maps.length-1;
  const wt = maps[0].length-1;
  const dir = [[1,0], [0,1], [-1,0], [0,-1]];
  let answer = 1;
  let queue = [];
  queue.push([0,0]);
  maps[0][0]=0;

  while (queue.length) {
    let len = queue.length;
    for (let i=0; i<len; i++) {
      const [x, y] = queue.shift();
      
      for (let k=0; k<dir.length; k++) {
        let nx = x + dir[k][0];
        let ny = y + dir[k][1];

        if (nx>=0 && nx<=ht && ny>=0 && ny<=wt && maps[nx][ny]===1) {
          if (nx===ht && ny===wt) {
            answer++;
            return answer;
          }
          queue.push([nx, ny]);
          maps[nx][ny]=0;
        }
      }
    }
    answer++;
  }
  return -1;
}

console.log(
  solution([
    [1, 0, 1, 1, 1], 
    [1, 0, 1, 0, 1], 
    [1, 0, 1, 1, 1], 
    [1, 1, 1, 0, 1], 
    [0, 0, 0, 0, 1]
  ])
)

// console.log(
//   solution([
//     [1, 0, 1, 1, 1], 
//     [1, 0, 1, 0, 1], 
//     [1, 0, 1, 1, 1], 
//     [1, 1, 1, 0, 0], 
//     [0, 0, 0, 0, 1]
//   ])
// )

DFS와 BFS 차이 정리

DFS(Depth-First Search) : 깊이 우선 탐색
BFS(Breath-First Search) : 너비 우선 탐색

dfs의 경우, 현재 정점에서 갈 수 있는 정점들까지 깊게 파고 든다. 주로 stack 또는 재귀함수로 구현한다.

bfs의 경우, 현재 정점에 연결된 정점부터 탐색한다. 주로 queue로 구현한다.

dfs와 bfs 모두 결국엔 모든 노드를 탐색하지만(결과적으로는 시간복잡도 동일),
경로의 정보를 저장해둬야 하는 경우 dfs를 사용하고
최단거리를 찾는 문제는 bfs를 사용한다.

검색 대상 그래프가 크다면 dfs (너무 크면 동적계획법 고려),
검색 대상 규모가 크지 않고 목표지점까지 멀지 않다면 bfs.

보통 dfs에서 이미 수행한 연산을 또 호출하는 걸 막기 위해 배열에 값을 저장한다. 이미 값이 있으면 재귀함수를 호출하지 않고 배열의 값을 사용하는 방식이다. 배열의 index를 정보와 관련 지으면 된다. (동적계획법)

동적계획법 관련 2가지 아이디어

  • memoization : top down
  • tabulation : bottom up

참고

DFS, BFS의 설명, 차이점

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