[C#] 프로그래머스 -게임 맵 최단거리[BFS]

프로그래머스 문제

문제 설명

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.

위 그림에서 검은색 부분은 벽으로 막혀있어 갈 수 없는 길이며, 흰색 부분은 갈 수 있는 길입니다. 캐릭터가 움직일 때는 동, 서, 남, 북 방향으로 한 칸씩 이동하며, 게임 맵을 벗어난 길은 갈 수 없습니다.
아래 예시는 캐릭터가 상대 팀 진영으로 가는 두 가지 방법을 나타내고 있습니다.

• 첫 번째 방법은 11개의 칸을 지나서 상대 팀 진영에 도착했습니다.

• 두 번째 방법은 15개의 칸을 지나서 상대팀 진영에 도착했습니다.

위 예시에서는 첫 번째 방법보다 더 빠르게 상대팀 진영에 도착하는 방법은 없으므로, 이 방법이 상대 팀 진영으로 가는 가장 빠른 방법입니다.

만약, 상대 팀이 자신의 팀 진영 주위에 벽을 세워두었다면 상대 팀 진영에 도착하지 못할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 경우에 당신의 캐릭터는 상대 팀 진영에 도착할 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.

---

입출력 예

mapsanswer

[[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]]	11
[[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]]	-1

입출력 예 설명

입출력 예 #1
주어진 데이터는 다음과 같습니다.

캐릭터가 적 팀의 진영까지 이동하는 가장 빠른 길은 다음 그림과 같습니다.

따라서 총 11칸을 캐릭터가 지나갔으므로 11을 return 하면 됩니다.

입출력 예 #2
문제의 예시와 같으며, 상대 팀 진영에 도달할 방법이 없습니다. 따라서 -1을 return 합니다.

 

내 풀이

using System;
using System.Collections.Generic;

class Solution {
    int n = 0;
    int m = 0;
    int[] dx = { -1, 1, 0, 0 };
    int[] dy = { 0, 0, -1, 1 };
    Queue<(int, int)> que = new Queue<(int, int)>();

    public void bfs(int i,int j,int[,] arr)
    {
        que.Enqueue((i, j));
        while (que.Count != 0)
        {
            (int a, int b) = que.Dequeue();
            for (int k = 0; k < 4; k++)
            {
                int x = a + dx[k];
                int y = b + dy[k];
                if ((0<= x&& x< n)&& (0<=y&&y<m)&&(arr[x,y] == 1))
                {
                    que.Enqueue((x, y));
                    arr[x, y] = arr[a, b] + 1;
                }
            }
        }
    }
    public int solution(int[,] arr)
    {
        n = arr.GetLength(0);
        m = arr.GetLength(1);

        bfs(0, 0,arr);

        if (arr[n-1,m-1] == 1)
        {
            return -1;
        }
        else
        {
            return (arr[n - 1, m - 1]);
        }

    }
}

• BFS 사용한 이유
  • 가중치가 없다.
  • BFS를 사용하면 출발지로부터 각 노드까지의 방문은 최단 경로로 이루어질 수 밖에 없다.
    • 큐를 사용하여 “너비 우선 탐색”을 하기 때문에 자연스럽게 출발지로부터 거리 순으로 방문이 되기 때문이다.
    • 그리고 도착지가 되는 노드의 최단 경로만 답으로 도출하면 된다.
      • 처음엔 도착지가 되는 노드의 최단 경로 딱 하나만 구하면 되나 싶었는데, 사실 도착지 노드의 최단 경로는 곧 다른 노드들로부터의 최단 경로에서 구해지는거라 어차피 다른 노드들의 최단 경로도 필요 하다.

가중치도 없겠다, 모든 노드를 탐색하겠다는 생각으로 BFS 를 선택하였다. 그리고 다행히도 효율성 테스트에도 통과했다. 깊이 우선 탐색이 아닌 너비 우선 탐색이기에 되돌아 오는 과정이 없어서 모든 노드를 탐색하더라도 O(m * n) 시간 복잡도를 넘지 않을 것 같다.