기둥과 보 설치

문제 설명

빙하가 깨지면서 스노우타운에 떠내려 온"죠르디"는 인생 2막을 위해 주택 건축사업에 뛰어들기로 결심하였습니다. "죠르디"는기둥과 보를 이용하여 벽면 구조물을 자동으로 세우는 로봇을 개발할 계획인데, 그에 앞서 로봇의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 만들고 있습니다.
프로그램은2차원 가상 벽면에 기둥과 보를 이용한 구조물을 설치할 수 있는데, 기둥과 보는길이가 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 벽면은n x n크기 정사각 격자 형태이며, 각 격자는1 x 1크기입니다. 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.

해결방법

이 문제는 주어진 조건에 맞게 잘 구현하는 것이 특징..

사실 문제를 처음 본지는 꽤됐는데 그 때 TC 1개 통과하고 나머지 다 실패한 이후 좌절감에 빠져 다른 문제를 풀다가 다시 이번문제를 보게 되었다.

문제대로 잘 구현하는 것이 특징이지만, 생각보다 저건이 까다롭고 복잡해서 오래 걸렸다. 그래도 차근차근 구현해서 맞을 수가 있었다.

문제의 요지는 입력값으로 들어오는 build_frame 배열에 있는 명령들을 조건에 맞게 실행시켜 최종 모습을 확인하는 것이 특징이다. 처음 구현했던 모습은 map에서 설치가 가능한 지점들을 표시하고 각 명령들을 실행시킬 때 해당 지점을 확인하여 실행을 시키고 그 명령을 실행시킴에 따라 설치가 가능한 지점들을 변경시켜주는 작업을 해주는 구현 방법을 생각 하였지만,

설치가 가능한 조건들이 이전 명령이 원인이 되지 않고 전체적인 map의 구조에 따라 바뀌는 모습, 구조물을 삭제할 때 다른 지점들에 대한 인과관계가 1:1로 설정이 될 수 없다는 점이 있어서 이러한 구현 방법으로 해결하긴 어렵다는 생각을 하였다.

따라서, 이러한 명령들이 유효한지 아닌지를 판단하기 위해 전체 map에 대한 구조를 파악해서 해당 명령을 실행시켰을 때 전체적인 map에서 해당 설치물이 유효한지 아닌지를 체크하는 방법을 사용하였다.

가장 어려웠던 점은 기둥에 대한 행과 보에 대한 행의 길이가 차이가 있었기 때문에 이에 대해 조건을 파악하기 위한 index 관리가 헷갈리는 점이 많았다.

import Foundation

enum Oper: Int {
    case 삭제 = 0
    case 설치 = 1
}
enum Kind: Int {
    case 기둥 = 0
    case 보 = 1
}

func isValidMap(map: [[Int]]) -> Bool {
    let pillarN = map[1].count
    let roofN = map[0].count
    // 맵을 전부 탐색하며
    // 기둥이나 지붕에 대해 유효한 조건인지 체크
    for iRow in 0..<map.count {
        for iCol in 0..<map[iRow].count {
            if map[iRow][iCol] == 0 {
                if iRow % 2 == 0 {
                    // 지붕
                    if map[iRow-1][iCol] == 0 {
                        continue
                    }
                    if map[iRow-1][iCol + 1] == 0 {
                        continue
                    }
                    
                    if iCol > 0 && iCol < roofN - 1
                       ,map[iRow][iCol - 1] == 0 && map[iRow][iCol + 1] == 0 {
                        continue
                    }
                    return false
                    
                }
                else {
                    // 기둥
                    if iRow == 1 {
                        continue
                    }
                    if iRow > 1, map[iRow - 2][iCol] == 0 {
                        continue
                    }
                    if iCol > 0, map[iRow-1][iCol-1] == 0 {
                        continue
                    }
                    
                    if iCol < pillarN - 1, map[iRow-1][iCol] == 0 {
                        continue
                    }
                    return false
                }
            }
        }
    }
    
    return true
}

func work(map: inout [[Int]], item: [Int]) {
    let col = item[0]
    let row = item[1]
    let kind: Kind = Kind(rawValue: item[2])!
    let oper: Oper = Oper(rawValue: item[3])!
    
    var tmpMap = map
    // 각 동작을 임시로 만든 map에 실행시킨 뒤
    switch oper {
    case .삭제:
        if kind == .기둥 {
            tmpMap[row*2 + 1][col] = -1
        }
        // 지붕
        else {
            tmpMap[row*2][col] = -1
        }
    case .설치:
        if kind == .기둥 {
            tmpMap[row*2 + 1][col] = 0
        }
        else {
            tmpMap[row*2][col] = 0
        }
    }
    // 해당 맵이 유효한지 체크한다.
    if isValidMap(map: tmpMap) {
        map = tmpMap
    }
}

func solution(_ n:Int, _ build_frame:[[Int]]) -> [[Int]] {
    
    var map: [[Int]] = []
    map.append(Array(repeating: -1, count: n))
    
    for _ in 0..<n {
        map.append(Array(repeating: -1, count: n + 1))
        map.append(Array(repeating: -1, count: n))
    }
    // 짝수 열은 기둥
    // 홀수 열은 지붕
    // 각각 동작에 대해 work란 함수를 호출
    for item in build_frame {
        work(map: &map, item: item)
    }
    
    var answer: [[Int]] = []
    // 모든 동작이 완료된 후에 map을 탐색하며 return하는 값의 조건에 맞게 배열을 만든다.
    for iRow in 0..<map.count {
        for iCol in 0..<map[iRow].count {
            if map[iRow][iCol] == 0 {
                // 지붕
                if iRow % 2 == 0 {
                    answer.append([iCol, iRow / 2, 1])
                }
                // 기둥
                else {
                    answer.append([iCol, Int(floor(Double(iRow) / 2)), 0])
                }
            }
        }
    }
    
    // 만들어진 배열을 조건에 맞게 정렬하여 리턴한다.
    return answer.sorted { (a1, a2) -> Bool in
        if a1[0] == a2[0] {
            if a1[1] == a2[1] {
                return a1[2] < a2[2]
            }
            return a1[1] < a2[1]
        }
        return a1[0] < a2[0]
    }
}