[Programmers/Python] 기둥과 보 설치 || 구현

프로그래머스 기둥과 보 설치 파이썬 60061

프로그래머스

❍ 문제

빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온 **"죠르디"**는 인생 2막을 위해 주택 건축 사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는 기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.

프로그램은 2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는 길이가 1인 선분으로 표현되며 다음과 같은 규칙을 가지고 있습니다.

• 기둥은 바닥 위에 있거나 보의 한쪽 끝 부분 위에 있거나, 또는 다른 기둥 위에 있어야 합니다.
• 보는 한쪽 끝 부분이 기둥 위에 있거나, 또는 양쪽 끝 부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있어야 합니다.

단, 바닥은 벽면의 맨 아래 지면을 말합니다.

2차원 벽면은 n x n 크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는 1 x 1 크기입니다. 맨 처음 벽면은 비어있는 상태입니다. 기둥과 보는 격자선의 교차점에 걸치지 않고, 격자 칸의 각 변에 정확히 일치하도록 설치할 수 있습니다. 다음은 기둥과 보를 설치해 구조물을 만든 예시입니다.

예를 들어, 위 그림은 다음 순서에 따라 구조물을 만들었습니다.

1. (1, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (1, 1)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
2. (2, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (2, 2)에서 오른쪽으로 보를 하나 만듭니다.
3. (5, 0)에서 위쪽으로 기둥을 하나 설치 후, (5, 1)에서 위쪽으로 기둥을 하나 더 설치합니다.
4. (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치 후, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치합니다.

만약 (4, 2)에서 오른쪽으로 보를 먼저 설치하지 않고, (3, 2)에서 오른쪽으로 보를 설치하려 한다면 2번 규칙에 맞지 않으므로 설치가 되지 않습니다. 기둥과 보를 삭제하는 기능도 있는데 기둥과 보를 삭제한 후에 남은 기둥과 보들 또한 위 규칙을 만족해야 합니다. 만약, 작업을 수행한 결과가 조건을 만족하지 않는다면 해당 작업은 무시됩니다.

벽면의 크기 n, 기둥과 보를 설치하거나 삭제하는 작업이 순서대로 담긴 2차원 배열 build_frame이 매개변수로 주어질 때, 모든 명령어를 수행한 후 구조물의 상태를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

❍ 제한사항

• n은 5 이상 100 이하인 자연수입니다.
• build_frame의 세로(행) 길이는 1 이상 1,000 이하입니다.
• build_frame의 가로(열) 길이는 4입니다.
• build_frame의 원소는 [x, y, a, b]형태입니다.
  • x, y는 기둥, 보를 설치 또는 삭제할 교차점의 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
  • a는 설치 또는 삭제할 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
  • b는 구조물을 설치할 지, 혹은 삭제할 지를 나타내며 0은 삭제, 1은 설치를 나타냅니다.
  • 벽면을 벗어나게 기둥, 보를 설치하는 경우는 없습니다.
  • 바닥에 보를 설치 하는 경우는 없습니다.
• 구조물은 교차점 좌표를 기준으로 보는 오른쪽, 기둥은 위쪽 방향으로 설치 또는 삭제합니다.
• 구조물이 겹치도록 설치하는 경우와, 없는 구조물을 삭제하는 경우는 입력으로 주어지지 않습니다.
• 최종 구조물의 상태는 아래 규칙에 맞춰 return 해주세요.
  • return 하는 배열은 가로(열) 길이가 3인 2차원 배열로, 각 구조물의 좌표를 담고있어야 합니다.
  • return 하는 배열의 원소는 [x, y, a] 형식입니다.
  • x, y는 기둥, 보의 교차점 좌표이며, [가로 좌표, 세로 좌표] 형태입니다.
  • 기둥, 보는 교차점 좌표를 기준으로 오른쪽, 또는 위쪽 방향으로 설치되어 있음을 나타냅니다.
  • a는 구조물의 종류를 나타내며, 0은 기둥, 1은 보를 나타냅니다.
  • return 하는 배열은 x좌표 기준으로 오름차순 정렬하며, x좌표가 같을 경우 y좌표 기준으로 오름차순 정렬해주세요.
  • x, y좌표가 모두 같은 경우 기둥이 보보다 앞에 오면 됩니다.

❍ 입출력 예

 

❏ 문제 풀이

뒤에 삽질 기록한 부분에서 보면 알겠지만, 설치와 삭제할 때마다 가능한지를 고려해주기 위해 까다로운 요구 조건을 체크해주려고 했다. 그렇지만 이 문제는 설치와 삭제를 일단 진행시키고, 그 후에 구조물을 전체적으로 살펴보며 올바른지 체크해주는 것이 코드가 더 간결해지고 직관적으로 풀이되는 것 같다.
반드시 지켜줘야 하는 요구 조건을 다시 살펴보자면,
 
< 기둥의 경우 >

• 바닥 위에 위치한 경우
• 보의 한쪽 끝 부분 위에 위치한 경우
• 다른 기둥 위에 위치한 경우

< 보의 경우 >

• 한쪽 끝부분이 기둥 위에 있는 경우
• 양쪽 끝부분이 다른 보와 동시에 연결되어 있는 경우

위의 조건에 한 번이라도 충족한다면, 옳게 설치된 구조물이 된다.
 

❍ 구조물 설치 & 삭제

def solution(n, build_frame):
    answer = []
    for x, y, a, b in build_frame:
        # 삭제라면
        if b == 0:
            answer.remove([x, y, a])
            # 삭제 후, check가 통과되지 못한다면, 재설치
            if not check_build(answer):
                answer.append([x, y, a])
        # 설치라면
        elif b == 1:
            answer.append([x, y , a])
            # 설치 후, check가 통과되지 못한다면, 삭제처리
            if not check_build(answer):
                answer.remove([x, y, a])

    answer.sort(key= lambda x : (x[0], x[1], x[2]))
    return answer

일단 x, y 좌표와 a(기둥/보)와는 상관하지 않고, b(설치/삭제)에 따라 answer이라는 전체적인 구조물이 담기는 곳에 설치 삭제를 진행한다.
그 후 check_build를 통해 설치나 삭제 작업이 진행된 구조물이 올바른지 확인하며, 올바르지 않다면, 이전에 진행한 설치나 삭제 작업을 반대로 진행하면 된다.
 

❍ 전체 구조물 확인

def check_build(answer):
    for x, y, a in answer:
        # 기둥인 경우
        if a == 0:
            # 좌표가 바닥에 해당 x
            # 좌표 아래에 기둥이 존재 x
            # 보의 한 쪽 위 x
            if (y != 0 and
                [x, y - 1, 0] not in answer and
                [x - 1, y, 1] not in answer and
                [x, y, 1] not in answer):
                return False
        # 보인 경우
        else:
            # 아래애 기둥 존재 x
            # 양쪽에 보 존재 x
            if ([x, y - 1, 0] not in answer and
                [x + 1, y - 1, 0] not in answer and
                ([x - 1, y, 1] not in answer or
                 [x + 1, y, 1] not in answer)):
                return False
    return True

주석으로 적어두었듯이 반드시 체크해야하는 부분이다.
 

❍ CODE

def check_build(answer):
    for x, y, a in answer:
        # 기둥인 경우
        if a == 0:
            # 좌표가 바닥에 해당 x
            # 좌표 아래에 기둥이 존재 x
            # 보의 한 쪽 위 x
            if (y != 0 and
                [x, y - 1, 0] not in answer and
                [x - 1, y, 1] not in answer and
                [x, y, 1] not in answer):
                return False
        # 보인 경우
        else:
            # 아래애 기둥 존재 x
            # 양쪽에 보 존재 x
            if ([x, y - 1, 0] not in answer and
                [x + 1, y - 1, 0] not in answer and
                ([x - 1, y, 1] not in answer or
                 [x + 1, y, 1] not in answer)):
                return False
    return True

def solution(n, build_frame):
    answer = []
    for x, y, a, b in build_frame:
        # 삭제라면
        if b == 0:
            answer.remove([x, y, a])
            # 삭제 후, check가 통과되지 못한다면, 재설치
            if not check_build(answer):
                answer.append([x, y, a])
        # 설치라면
        elif b == 1:
            answer.append([x, y , a])
            # 설치 후, check가 통과되지 못한다면, 삭제처리
            if not check_build(answer):
                answer.remove([x, y, a])

    answer.sort(key= lambda x : (x[0], x[1], x[2]))
    return answer