[python] BOJ 백준 14503: 로봇청소기

1. 문제  

로봇 청소기가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

로봇 청소기가 있는 장소는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북중 하나이다. 지도의 북쪽에서부터 r번째, 서쪽에서부터 c번째로 위치한 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 위치를 청소한다.
2. 현재 위치에서 다음을 반복하면서 인접한 칸을 탐색한다.
   1. 현재 위치의 바로 왼쪽에 아직 청소하지 않은 빈 공간이 존재한다면, 왼쪽 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번으로 돌아간다. 그렇지 않을 경우, 왼쪽 방향으로 회전한다. 이때, 왼쪽은 현재 바라보는 방향을 기준으로 한다.
   2. 1번으로 돌아가거나 후진하지 않고 2-1번 단계가 연속으로 네 번 실행되었을 경우, 바로 뒤쪽이 벽이라면 작동을 멈춘다. 그렇지 않다면 한 칸 후진한다.

2. 입력   

첫째 줄에 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 50)

둘째 줄에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 바라보는 방향 d가 주어진다. d가 0인 경우에는 북쪽을, 1인 경우에는 동쪽을, 2인 경우에는 남쪽을, 3인 경우에는 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 장소의 상태가 북쪽부터 남쪽 순서대로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. 지도의 첫 행, 마지막 행, 첫 열, 마지막 열에 있는 모든 칸은 벽이다.

로봇 청소기가 있는 칸의 상태는 항상 빈 칸이다.

3. 출력   

로봇 청소기가 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

4. 해결방법   

DFS알고리즘또는 BFS알고리즘을 사용하여 풀 수 있는 문제이다. 빈칸은 0, 벽은 1로 표시되며 청소를 이미 한 부분은 2로 표시를 해두어야 다시 방문하는 일을 막을 수 있다. 또한 dx,dy의 순서를 왼쪽 90도 회전하는 순으로 맞추어 주어야 한다. 난이도는 골드 5이나, 골드수준으로 느껴지지 않는 간단한 탐색 알고리즘이다. 

1) DFS 함수: 청소가능한 부분이 x,y 좌표로 들어왔다면 현재위치를 청소한다. 청소를 마친 후에는 왼쪽으로 90도 회전하면서 탐색하며 청소가능한 부분을 찾는다. 청소가 가능하다면 재귀호출을 통해 다시 그 지점부터 DFS 탐색을 시작한다. 만약 4가지 방향을 다 탐색했다면 바라보고있는 방향의 180도 회전한 곳이 벽인지 아닌지를 판단하여 뒤로 한칸을 갈지 말지 선택해주면 된다.  

 

5) 구현코드       

#북-동-남-서
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]

def dfs(x, y, d): #청소시작 
    global ans #정답변수
    if a[x][y] == 0: #청소가능한 부분 
        a[x][y] = 2 #청소완료
        ans += 1 #정답 + 1
    for _ in range(4): #상하좌우탐색
        nd = (d + 3) % 4 #왼쪽으로 회전 
        nx = x + dx[nd] #새로운 x좌표
        ny = y + dy[nd] #새로운 y좌표
        if a[nx][ny] == 0: #청소가능하면 
            dfs(nx, ny, nd) #dfs탐색 
            return
        d = nd 
    nd = (d + 2) % 4 #뒤쪽 방향
    nx = x + dx[nd]
    ny = y + dy[nd]
    if a[nx][ny] == 1: #바로 뒤쪽이 벽 
        return #멈추기
    dfs(nx, ny, d) #뒤로 후진에서 탐색 


n, m = map(int, input().split())
x, y, d = map(int, input().split())
a = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

ans = 0
dfs(x, y, d)
print(ans)

 

⭐️난이도:  골드5 ⭐️ 

https://www.acmicpc.net/problem/14503

14503번: 로봇 청소기