Minjeong / 7월 4주차 / 4문제

[Mingguriguri]

🌱WIL

이번 한 주의 소감을 작성해주세요!

• 이번 주에는 주로 DFS, 백트래킹, BFS 유형 위주로 풀이했다. 솔직히 너무 풀기 싫었지만,, 풀다 보면 정말 많이 배울 수 있는 유형인 것 같다.
• 몇몇 문제는 Java로도 풀이했다. 파이썬이 훨씬 편했다는 걸 더 느끼게 되었다. 그래도 이런 식으로 몇몇 문제는 자바로 푸는 연습을 꾸준히 하는 게 좋을 것 같다.

🚀주간 목표 문제 수: 3개

푼 문제

• 프로그래머스 #43165. 타겟 넘버(java): 그래프 / Level 2
• 백준 #15683. 감시 - 백트래킹: 구현 / 골드3
• 프로그래머스 #1844. 게임 맵 최단거리(java): 그래프 / Level 2
• 백준 #16987. 란으로 계란치기 - 백트래킹: 구현 / 골드5

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프로그래머스 #43165. 타겟 넘버(java): 그래프 / Level 2

정리한 링크: (바로가기)

🚩플로우 (선택)

코드를 풀이할 때 적었던 플로우가 있나요?

1. 정답의 개수를 저장할 전역 변수 count를 0으로 초기화한다.
2. backtracking() 함수에서는
   1. 매 단계마다 두 가지 (+ 더하기, - 빼기) 선택을 재귀적으로 수행한다.
   2. 만약 모든 숫자를 순회했을 경우 종료한다.
      • 이때 현재 합계와 target값이 같을 경우 count를 증가시킨다.
3. solution() 함수에서는
   • backtracking(0, 0)을 호출하여 탐색을 시작한다.
   • 탐색 종료 후 count를 반환한다.

🚩제출한 코드

class Solution {
    int count = 0;
    
    public int solution(int[] numbers, int target) {
        backtracking(0, 0, numbers, target);
    
        return count;
    }
    
    public void backtracking(int idx, int currSum, int[] numbers, int target) {
        if (idx == numbers.length) {
            if (currSum == target) count++;
            return;
        }
        
        backtracking(idx + 1, currSum + numbers[idx], numbers, target);
        backtracking(idx + 1, currSum - numbers[idx], numbers, target);
    }
}

💡TIL

배운 점이 있다면 입력해주세요
백트래킹 문제라고 생각하고 아래와 같은 조건을 넣었지만, 실제로는 불필요했다.

# 종료조건 2: 현재 합이 target보다 클 경우, 더 탐색할 필요가 없음
if curr_sum > target:
    return

왜냐하면 curr_sum은 음수도 될 수 있고, target도 0보다 클 수도 작을 수도 있기 때문

이다. 즉, curr_sum > target 이라는 조건은 유효하지 않았기 때문이다.

경우에 따라 뒤에서 -가 계속 붙으면 결국 target을 맞출 수도 있기 때문이다.

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백준 #15683. 감시 - 백트래킹: 구현 / 골드3

정리한 링크: (바로가기)

🚩플로우 (선택)

코드를 풀이할 때 적었던 플로우가 있나요?

• office: 사무실 상태 입력받기
• cctvs: CCTV 위치와 번호 저장
• directions: 상, 우, 하, 좌 방향 정의
• cctv_dirs: 각 CCTV 번호별 가능한 방향 세트 정의
• count_zero(): 감시받지 못한 칸(0) 개수 세기
• watch(): 특정 방향으로 감시 수행
• dfs():
  • 모든 CCTV를 순서대로 하나씩 방향 조합을 적용
  • 적용한 보드를 깊은 복사 후 다음 CCTV 처리
  • 모든 CCTV의 방향이 결정되면 사각지대 개수 계산 및 최소값 갱신

🚩제출한 코드

import sys
import copy
input = sys.stdin.readline

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

# CCTV 위치 저장
cctvs = []
for i in range(N):
    for j in range(M):
        if 1 <= office[i][j] <= 5:
            cctvs.append((i, j, office[i][j]))

total_cctv = len(cctvs) # 전체 CCTV 개수
min_blind_spot = 1e9    # 정답으로 반환할 사각지대 개수

# CCTV별 방향 설정
directions = [(-1, 0), (0, 1), (1, 0), (0, -1)] # 상 -> 우 -> 하 -> 좌
cctv_dirs = {
    1: [[0], [1], [2], [3]],
    2: [[0, 2], [1, 3]],
    3: [[0, 1], [1, 2], [2, 3], [3, 0]],
    4: [[0, 1, 2], [1, 2, 3], [2, 3, 0], [3, 0, 1]],
    5: [[0, 1, 2, 3]]
}

# 사각지대 개수 구하는 함수
def count_zero(temp):
    cnt = 0
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            if temp[i][j] == 0:
                cnt += 1
    return cnt

# DFS 함수
def dfs(idx, office):
    global min_blind_spot
    # 종료 조건
    if idx == total_cctv:
        # 종료할 때는 사각지대(= 0) 개수 세고, 최소값 갱신해야 한다.
        blind_spot = count_zero(office)
        min_blind_spot = min(min_blind_spot, blind_spot)
        return

    x, y, number = cctvs[idx]
    for cctv_dir in cctv_dirs[number]:
        # temp에 현재 office 리스트 깊은 복사
        temp = copy.deepcopy(office)
        
        for dir in cctv_dir:
            dx, dy = directions[dir]
            nx, ny = x + dx, y + dy
            
            while 0 <= nx < N and 0 <= ny < M and temp[nx][ny] != 6:
                if temp[nx][ny] == 0:
                    temp[nx][ny] = '#'  # CCTV 감시OK
                nx += dx
                ny += dy

        dfs(idx + 1, temp)


dfs(0, office)
print(min_blind_spot)

💡TIL

배운 점이 있다면 입력해주세요

• CCTV 번호별로 방향 탐색 조건을 잘 설정하고 탐색한 후 다시 원래상태로 되돌리기만 잘 한다면 전체적으로 전형적인 백트래킹 탐색 구조를 따르기 때문에 큰 어려움 없이 풀 수 있었다. 다만 CCTV를 방향별로 탐색하는 아이디어를 떠올리는 것이 어려웠다.
• 원래 상태로 되돌리기 위해서 copy()를 썼다. 하지만 copy()는 얕은 복사 함수이기 때문에 깊은 복사가 되지 않고, 동일한 주소값을 가진다. 따라서 꼭 깊은 복사할 때에는 copy.deepcopy() 를 사용하도록 하자.
• 튜플과 리스트의 차이점은 ‘수정’이 안 되는 것인 줄 알았는데 하나 더 발견했다. 인자가 1개인 경우, 튜플은 iterable 연산이 되지 않는다. 리스트는 for loop를 돌 때 인자가 하나만 있어도 돌아가지만, 튜플은 오류가 발생한다. 이러한 이유 때문에 cctv_dirs에서도 튜플이 아닌 리스트로 변경했다.

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프로그래머스 #1844. 게임 맵 최단거리(java): 그래프 / Level 2

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🚩플로우 (선택)

코드를 풀이할 때 적었던 플로우가 있나요?

• visited[n][m]: 방문 여부 체크 배열
• queue: BFS 탐색용 큐
• dirs: 상하좌우 이동을 위한 방향 벡터
• 큐에서 좌표를 꺼내 다음 좌표(nx, ny)를 계산
  • 조건: 맵 범위 내 & 벽이 아니며 & 아직 방문하지 않은 곳
  • 이동 가능하다면 현재 칸 수 + 1로 업데이트 후 큐에 삽입
• 목표 지점에 도달하면 maps[n-1][m-1] 반환
• 도달하지 못했으면 1 반환

🚩제출한 코드

import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(int[][] maps) {
        int n = maps.length;
        int m = maps[0].length;

        // 방문여부 리스트
        boolean[][] visited = new boolean[n][m];
        visited[0][0] = true;
        
        // 방향 벡터 만들기
        int[][] dirs ={{-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}, {0, -1}};

        // 큐 선언
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(new int[]{0, 0});
        
        // BFS 탐색
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] current = queue.poll();
            int x = current[0];
            int y = current[1];
            
            for (int[] dir : dirs) {
                int nx = x + dir[0];
                int ny = y + dir[1];
                
                if ((0 <= nx && nx < n && 0 <= ny && ny < m) 
                    && !visited[nx][ny] 
                    && maps[nx][ny] == 1) {
                    maps[nx][ny] = maps[x][y] + 1;
                    visited[nx][ny] = true;
                    queue.add(new int[]{nx, ny});
                }                
            }
        }
        
        if (maps[n-1][m-1] != 1) {
            return maps[n-1][m-1];
        }
        return -1;
    }
}

💡TIL

배운 점이 있다면 입력해주세요
무난한 문제였다.

자바로 풀이하는 과정이 파이썬에 비해 까다로웠다. 배열 선언이나 출력 방식에 있어서 익숙하지 않아서 시행착오가 있었다.

자바에서 2차원 배열을 출력하려고 System.out.println(dirs.toString());를 쓰면, 배열의 메모리 주소만 출력된다. 배열 내용을 보기 위해서는 Arrays.deepToString()을 사용해야 한다.

또한 자바에서 좌표를 관리할 때 Point 클래스를 활용할 수 있다는 점도 배우게 되었다.

다만 문제 풀이에서는 별도의 클래스를 만들지 않고 int[] 배열로 처리하였다.

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백준 #16987. 란으로 계란치기 - 백트래킹: 구현 / 골드5

정리한 링크: (바로가기)

🚩플로우 (선택)

코드를 풀이할 때 적었던 플로우가 있나요?

1. DFS 탐색을 통해 모든 가능한 계란 조합을 시도한다.
2. 종료 조건:
   • 현재 인덱스가 계란 개수 N과 같다면 ⇒ 모든 계란을 한 번씩 다 든 상태이므로 종료.
     • 이때 최대로 깨진 값(max_broken)값을 갱신한다.
   • 현재 계란이 깨졌다면 ⇒ 다음 계란으로 넘어간다.
3. 반복문을 통해 현재 계란으로 칠 수 있는 계란을 모두 시도한다:
   • 자기 자신이거나, 이미 깨진 계란은 건너뛴다.(if i == cur_idx or eggs[i][0] <= 0)
   • 현재 탐색 중인 계란(eggs[cur_idx])과 순회 중인 계란(eggs[i])을 서로 타격시킨다.
   • DFS 함수를 재귀 호출한다.
   • 재귀 이후에는 현재 탐색 중인 계란(eggs[cur_idx])과 순회 중인 계란(eggs[i])의 상태를 원래대로 되돌린다.
4. 반복문 내에서 칠 수 있는 계란이 한 번도 없었다면 다음 계란으로 넘어가야하므로 DFS 함수를 호출해야 한다.
5. 탐색이 모두 종료되면 max_broken 값을 출력한다.

🚩제출한 코드

import sys
input = sys.stdin.readline

N = int(input()) # 계란의 수
eggs = [list(map(int, input().split())) for _ in range(N)] # 계란의 내구도와 무게를 담은 리스트

max_broken = 0 # 최대 깨진 계란 수를 저장하는 변수

def count_broken_eggs(eggs):
    # 깨진 계란의 수 구하기
    count = 0
    for S, W in eggs:
        if S <= 0:
            count += 1
    return count

def dfs(cur_idx):
    global max_broken
    # 모든 계란을 한 번씩 든 경우
    if cur_idx == N:
        # 깨진 계란의 수 세고 max_broken 갱신
        max_broken = max(max_broken, count_broken_eggs(eggs))
        return

    # 현재 계란이 깨졌다면 다음 계란으로 넘어간다.
    if eggs[cur_idx][0] <= 0:
        dfs(cur_idx + 1)
        return

    broken = False # 현재 계란으로 다른 계란을 깼는지 여부
    for i in range(N):
        if i == cur_idx or eggs[i][0] <= 0:
            continue

        # 계란끼리 치기
        eggs[cur_idx][0] -= eggs[i][1]
        eggs[i][0] -= eggs[cur_idx][1]
        broken = True

        # 탐색
        dfs(cur_idx + 1) # 다음 계란으로 넘어간다.

        # 상태 복구
        eggs[cur_idx][0] += eggs[i][1]
        eggs[i][0] += eggs[cur_idx][1]
        
    # 칠 수 있는 계란이 없었던 경우, 다음으로 넘어가야 한다.
    if not broken:
        dfs(cur_idx + 1)

dfs(0)
print(max_broken)

💡TIL

배운 점이 있다면 입력해주세요
이 문제를 풀면서 가장 어려웠던 부분은, 현재 계란이 깨졌거나 칠 수 있는 계란이 없는 조건을 정확하게 처리하지 못한 것이었다. 초반에는 단순히 “모든 계란이 깨졌는가?”만 판단했는데, 실제로는 현재 계란이 칠 수 있는 대상이 있는지 여부를 잘 따져야 했다.

이를 해결하기 위해 broken이라는 불리언 변수를 두고, 실제로 한 번이라도 계란을 쳤는지를 체크했다. 만약 한 번도 치지 못했다면 그 경우에도 다음 계란으로 넘어가야 한다는 점이 중요하다.
처음에는 조건 설정을 잘못해서 예제 테스트 케이스를 통과하지 못했지만, 다른 사람의 풀이를 참고하면서 많이 배웠다.