[JS] 경주로 건설 - 코테 인생 최초로 9000ms대를 만나다!

말이 되나요.. 9000ms

미리 보여드립니다~

이정도면 뭐 시가로 통과되고 안통과되고 하겠네요.

 

아마 제가 이상하게 푼 거 같긴한데..

더 이상 걸러낼 자신 없습니다. 일단 푼 거나 공유해드리겠습니다.

 

네.. 걸러냈네요. 큐가 아니라 우선순위 큐를 이용한 다익스트라 알고리즘으로 접근 시 훨씬,, 훠어어얼씬 빠릅니다.

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문제 요약

건설회사의 설계사인 죠르디는 고객사로부터 자동차 경주로 건설에 필요한 견적을 의뢰받았습니다.
제공된 경주로 설계 도면에 따르면 경주로 부지는 N x N 크기의 정사각형 격자 형태이며 각 격자는 1 x 1 크기입니다.
설계 도면에는 각 격자의 칸은 0 또는 1 로 채워져 있으며, 0은 칸이 비어 있음을 1은 해당 칸이 벽으로 채워져 있음을 나타냅니다.
경주로의 출발점은 (0, 0) 칸(좌측 상단)이며, 도착점은 (N-1, N-1) 칸(우측 하단)입니다. 죠르디는 출발점인 (0, 0) 칸에서 출발한 자동차가 도착점인 (N-1, N-1) 칸까지 무사히 도달할 수 있게 중간에 끊기지 않도록 경주로를 건설해야 합니다.
경주로는 상, 하, 좌, 우로 인접한 두 빈 칸을 연결하여 건설할 수 있으며, 벽이 있는 칸에는 경주로를 건설할 수 없습니다.
이때, 인접한 두 빈 칸을 상하 또는 좌우로 연결한 경주로를 직선 도로 라고 합니다.
또한 두 직선 도로가 서로 직각으로 만나는 지점을 코너 라고 부릅니다.
건설 비용을 계산해 보니 직선 도로 하나를 만들 때는 100원이 소요되며, 코너를 하나 만들 때는 500원이 추가로 듭니다.
죠르디는 견적서 작성을 위해 경주로를 건설하는 데 필요한 최소 비용을 계산해야 합니다.

예를 들어, 아래 그림은 직선 도로 6개와 코너 4개로 구성된 임의의 경주로 예시이며, 건설 비용은 6 x 100 + 4 x 500 = 2600원 입니다.

또 다른 예로, 아래 그림은 직선 도로 4개와 코너 1개로 구성된 경주로이며, 건설 비용은 4 x 100 + 1 x 500 = 900원 입니다.

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도면의 상태(0은 비어 있음, 1은 벽)을 나타내는 2차원 배열 board가 매개변수로 주어질 때, 경주로를 건설하는데 필요한 최소 비용을 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

 

제한사항

• board는 2차원 정사각 배열로 배열의 크기는 3 이상 25 이하입니다.
• board 배열의 각 원소의 값은 0 또는 1 입니다.
  • 도면의 가장 왼쪽 상단 좌표는 (0, 0)이며, 가장 우측 하단 좌표는 (N-1, N-1) 입니다.
  • 원소의 값 0은 칸이 비어 있어 도로 연결이 가능함을 1은 칸이 벽으로 채워져 있어 도로 연결이 불가능함을 나타냅니다.
• board는 항상 출발점에서 도착점까지 경주로를 건설할 수 있는 형태로 주어집니다.
• 출발점과 도착점 칸의 원소의 값은 항상 0으로 주어집니다.

테스트케이스

board	result
[[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]	900
[[0,0,0,0,0,0,0,1],[0,0,0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,1,0,0],[0,0,0,0,1,0,0,0],[0,0,0,1,0,0,0,1],[0,0,1,0,0,0,1,0],[0,1,0,0,0,1,0,0],[1,0,0,0,0,0,0,0]]	3800
[[0,0,1,0],[0,0,0,0],[0,1,0,1],[1,0,0,0]]	2100
[[0,0,0,0,0,0],[0,1,1,1,1,0],[0,0,1,0,0,0],[1,0,0,1,0,1],[0,1,0,0,0,1],[0,0,0,0,0,0]]	3200

 

접근 방법

그냥 흔한 bfs인줄 알고, 덤볐었는데요.

cost에서 약간의 예외 처리를 해줘야합니다.

 

프로그래머스

(여기 글을 참고해주세요!)

 

...	2600	(벽)
...	2700	(벽)
2900	(왼쪽 진입) 3000 | (위쪽 진입) 2800	(정답?) 3400 | (실제 정답) 3100

 

그러니까 이 표에서 보는 것 처럼 위에서 위쪽에서 진입한 값이 2800으로 작기 때문에 해당 값으로 맞춰지지만,

실제로는 꺾이는 지점에서 추가되는 500이라는 값이 추가되어서 실제 정답은 왼쪽으로 진입한 3000을 골라야합니다.

 

설명이 약간 어렵네요.

결론적으론 cost를 관리하는 이전 상황들에 대해서 관리해주는 로직을 짜넣거나, (비추합니다)

 

세로로 진입하는 경우에 해당하는 cost
가로로 진입하는 경우에 해당하는 cost

 

이렇게 따로따로 관리하다가 두 값 중 최솟값을 return 하는 방식으로 구현해주면 됩니다.

 

정답 코드 1. 큐로 접근 시

class Queue {
    constructor() {
        this.queue = [];
        this.front = 0;
        this.rear = 0;
    }
    
    enqueue(val) {
        this.queue[this.rear++] = val;
    }
    
    dequeue() {
        const val = this.queue[this.front];
        delete this.queue[this.front++];
        return val;
    }
    
    isEmpty() {
        return this.front === this.rear;
    }
}

function solution(board) {
    const queue = new Queue();
    const n = board.length;
    const costs = board.map(row => row.map(v => v === 1 ? [0, 0] : [Infinity, Infinity]));
    const dx = [1, 0, 0, -1];
    const dy = [0, 1, -1, 0];
    
    // queue value => x, y, cost 총합, 이전 방향(0: row, 1: col);
    queue.enqueue([0, 0, 0, 0]);
    queue.enqueue([0, 0, 0, 1]);
    
    while (!queue.isEmpty()) {
        const [x, y, cost, dir] = queue.dequeue();
        if (costs[x][y][dir] < cost) continue;
        costs[x][y][dir] = cost;
        
        if (x === n - 1 && y === n - 1) continue;
        
        for (let i = 0; i < 4; i++) {
            const nx = x + dx[i];
            const ny = y + dy[i];
            const nDir = Math.abs(dx[i]) === 1 ? 1 : 0;
            const nCost = nDir === dir ? cost + 100 : cost + 600;
            if (nx > -1 && ny > -1 && nx < n && ny < n && costs[nx][ny][nDir] >= nCost) {
                queue.enqueue([nx, ny, nCost, nDir]);
            }
        }
    }
    
    return Math.min(...costs[n - 1][n - 1]);
}

실행 결과

아무리 봐도 저 11번 시간이 진짜...ㅋㅋㅋㅋㅋ

정답코드 2. 다익스트라 알고리즘으로 접근 시

function solution(board) {
    const heap = new MinHeap();
    const n = board.length;
    const costs = board.map(row => row.map(v => v === 1 ? [0, 0] : [Infinity, Infinity]));
    const dx = [1, 0, 0, -1];
    const dy = [0, 1, -1, 0];
    
    // queue value => x, y, cost 총합, 이전 방향(0: row, 1: col);
    heap.push({ x: 0, y: 0, cost: 0, prevDir: 0 });
    heap.push({ x: 0, y: 0, cost: 0, prevDir: 1 });
    
    while (!heap.isEmpty()) {
        const { x: x, y: y, cost: cost, prevDir: dir } = heap.pop();
        if (costs[x][y][dir] < cost) continue;
        costs[x][y][dir] = cost;
        
        if (x === n - 1 && y === n - 1) continue;
        
        for (let i = 0; i < 4; i++) {
            const nx = x + dx[i];
            const ny = y + dy[i];
            const nDir = Math.abs(dx[i]) === 1 ? 1 : 0;
            const nCost = nDir === dir ? cost + 100 : cost + 600;
            if (nx > -1 && ny > -1 && nx < n && ny < n && costs[nx][ny][nDir] >= nCost) {
                heap.push({x: nx, y: ny, cost: nCost, prevDir: nDir});
            }
        }
    }
    
    return Math.min(...costs[n - 1][n - 1]);
}

class MinHeap {
    constructor() {
        this.heap = [null];
    }
    
    push(val) {
        this.heap.push(val);
        let currentIndex = this.heap.length - 1;
        let parentIndex = Math.floor(currentIndex / 2);
        
        while (parentIndex !== 0 && this.heap[currentIndex].cost < this.heap[parentIndex].cost) {
            this._swap(currentIndex, parentIndex);
            currentIndex = parentIndex;
            parentIndex = Math.floor(currentIndex / 2);
        }
    }
    
    pop() {
        if (this.isEmpty()) return;
        if (this.heap.length === 2) return this.heap.pop();
        
        const val = this.heap[1];
        this.heap[1] = this.heap.pop();
        
        let currentIndex = 1;
        let leftIndex = 2;
        let rightIndex = 3;
        
        while (
            this.heap[leftIndex] && this.heap[currentIndex].cost > this.heap[leftIndex].cost ||
            this.heap[rightIndex] && this.heap[currentIndex].cost > this.heap[rightIndex].cost 
        ) {
            if (this.heap[leftIndex] === undefined) {
                this._swap(rightIndex, currentIndex);
            } else if (this.heap[rightIndex] === undefined) {
                this._swap(leftIndex, currentIndex);
            } else if (this.heap[leftIndex].cost > this.heap[rightIndex].cost) {
                this._swap(currentIndex, rightIndex);
                currentIndex = rightIndex;
            } else if (this.heap[leftIndex].cost <= this.heap[rightIndex].cost) {
                this._swap(currentIndex, leftIndex);
                currentIndex = leftIndex;
            }
            
            leftIndex = currentIndex * 2;
            rightIndex = currentIndex * 2 + 1;
        }
        
        return val;
    }
    
    isEmpty() {
        return this.heap.length === 1;
    }
    
    _swap(a, b) {
        [this.heap[a], this.heap[b]] = [this.heap[b], this.heap[a]];
    }
}

실행 결과

역시 우선순위큐...! 11번이 저렇게 줄다니요..

팁 1. cost 관리법: 3차원 배열

const costs = board.map(row => row.map(v => v === 1 ? [0, 0] : [Infinity, Infinity]));
//...

while (!queue.isEmpty()) {
    const [x, y, cost, dir] = queue.dequeue();
    if (costs[x][y][dir] < cost) continue;
    costs[x][y][dir] = cost;
    //...

 

벽을 만났을 때 처리를 해줘야 겠죠.

기본적으로 모든 곳을 Infinity로 초기화 해주되, 벽(board[x][y] === 1)을 만난다면 [0 , 0]으로 초기화 해줍시다.

이렇게 처리하면, 만약 벽의 좌표가 나오더라도 bfs 루프 로직안에 있는 cost 갱신 로직에서 걸려서 자동으로 다음 루프로 넘어갑니다.

 

혹여나 말씀드리는데, left나 top 방향 까지 고려해서 4개로 해야되지 않나 고민할 필요는 없습니다.

left나 right 중 하나는 cost를 더 먹는 가지이기 때문에 가로, 세로로만 관리해주셔도 됩니다.

 

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만약 25번 케이스를 시험장에서 만났으면 절대 생각 안났을 것 같아요.

아니면, 다익스트라 알고리즘으로도 구할 수 있을 것 같긴 합니다. <= 요거 시도해보고 다시 한 번 포스트해볼게요.

방향, 비용이 달라지는 bfs 라면, 꼭 다차원 배열로 관리해줍시다!

 

2022.09.02 추가 - 이런 형태의 값이라면 꼭 우선 순위 큐를 사용해줍시다! 진짜 이렇게나 차이날 줄 몰랐어요..

 

그럼 이만!