[BOJ 16985🥇2] Maaaaaaaaaze (Python)

https://www.acmicpc.net/problem/16985

16985번: Maaaaaaaaaze

문제

평화롭게 문제를 경작하며 생활하는 BOJ 마을 사람들은 더 이상 2차원 미로에 흥미를 느끼지 않는다. 2차원 미로는 너무나 쉽게 탈출이 가능하기 때문이다. 미로를 이 세상 그 누구보다 사랑하는 준현이는 이런 상황을 매우 안타깝게 여겨 아주 큰 상금을 걸고 BOJ 마을 사람들의 관심을 확 끌 수 있는 3차원 미로 탈출 대회를 개최하기로 했다.

대회의 규칙은 아래와 같다.

• 5×5 크기의 판이 5개 주어진다. 이중 일부 칸은 참가자가 들어갈 수 있고 일부 칸은 참가자가 들어갈 수 없다. 그림에서 하얀 칸은 참가자가 들어갈 수 있는 칸을, 검은 칸은 참가자가 들어갈 수 없는 칸을 의미한다.

• 참가자는 주어진 판들을 시계 방향, 혹은 반시계 방향으로 자유롭게 회전할 수 있다. 그러나 판을 뒤집을 수는 없다.

• 회전을 완료한 후 참가자는 판 5개를 쌓는다. 판을 쌓는 순서는 참가자가 자유롭게 정할 수 있다. 이렇게 판 5개를 쌓아 만들어진 5×5×5 크기의 큐브가 바로 참가자를 위한 미로이다. 이 때 큐브의 입구는 정육면체에서 참가자가 임의로 선택한 꼭짓점에 위치한 칸이고 출구는 입구와 면을 공유하지 않는 꼭짓점에 위치한 칸이다.

• 참가자는 현재 위치한 칸에서 면으로 인접한 칸이 참가자가 들어갈 수 있는 칸인 경우 그 칸으로 이동할 수 있다.
• 참가자 중에서 본인이 설계한 미로를 가장 적은 이동 횟수로 탈출한 사람이 우승한다. 만약 미로의 입구 혹은 출구가 막혀있거나, 입구에서 출구에 도달할 수 있는 방법이 존재하지 않을 경우에는 탈출이 불가능한 것으로 간주한다.

이 대회에서 우승하기 위해서는 미로를 잘 빠져나올 수 있기 위한 담력 증진과 체력 훈련, 그리고 적절한 운이 제일 중요하지만, 가장 적은 이동 횟수로 출구에 도달할 수 있게끔 미로를 만드는 능력 또한 없어서는 안 된다. 주어진 판에서 가장 적은 이동 횟수로 출구에 도달할 수 있게끔 미로를 만들었을 때 몇 번 이동을 해야하는지 구해보자. 

 

입력

첫째 줄부터 25줄에 걸쳐 판이 주어진다. 각 판은 5줄에 걸쳐 주어지며 각 줄에는 5개의 숫자가 빈칸을 사이에 두고 주어진다. 0은 참가자가 들어갈 수 없는 칸, 1은 참가자가 들어갈 수 있는 칸을 의미한다.

 

출력

첫째 줄에 주어진 판으로 설계된 미로를 탈출하는 가장 적은 이동 횟수를 출력한다. 단, 어떻게 설계하더라도 탈출이 불가능할 경우에는 -1을 출력한다.

 

예제 입력 1 

1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0

 

예제 출력 1 

12

 

예제 입력 2 

1 1 1 1 1
1 0 0 0 1
1 0 0 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
1 0 0 0 1
1 0 0 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1

 

예제 출력 2 

-1

 

예제 입력 3 

1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1

 

예제 출력 3 

12

 

예제 입력 4

1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1

 

예제 출력 4 

12

 

예제 입력 5

0 0 0 1 0
0 0 0 0 0
1 0 1 1 1
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 1 0 0 0
1 1 0 0 0
1 0 0 1 0
0 1 1 1 0
0 1 0 1 0
0 0 1 0 0
1 0 0 0 0
0 1 0 0 0
0 0 1 0 0
1 1 1 0 0
1 0 0 0 1
1 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 1 0 0
0 1 0 0 0
0 0 0 1 0
1 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 1 0 0 1
0 1 0 0 0

 

예제 출력 5 

22

 

 

예제 입력 6

0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
0 0 1 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 0 1
0 0 0 0 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 1 0 0 0
0 1 0 0 1
1 0 0 1 0
0 0 0 1 0
0 1 1 0 0
0 1 0 0 0
1 0 1 0 0
0 0 0 0 0
1 0 0 0 0
0 0 0 1 0
1 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 0 1
1 1 0 0 0
1 0 0 1 1
1 0 0 0 0

 

예제 출력 6 

-1

 

예제 입력 7

1 1 0 0 0
0 0 0 0 1
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
1 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 1
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 1
0 0 1 0 0
1 0 0 0 0
0 0 1 1 0
1 0 1 0 0
0 0 1 0 1
0 0 1 1 0
1 1 0 1 1
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
0 1 0 0 0

 

예제 출력 7

16

 

예제 입력 8

0 0 1 0 0
0 0 0 0 0
1 1 0 0 0
0 0 1 0 0
1 1 1 0 0
0 0 0 0 1
1 0 0 0 0
0 1 0 0 1
0 0 0 0 0
0 1 0 1 0
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1
1 1 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 1 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
0 1 1 0 1
0 1 0 0 0
0 0 0 1 0
1 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 1 0

 

예제 출력 8

18

 

⭕ CODE

from collections import deque
from itertools import permutations
from copy import deepcopy

# x,y,z 축 이동
dx = [1, 0, -1, 0, 0, 0]
dy = [0, 1, 0, -1, 0, 0]
dz = [0, 0, 0, 0, 1, -1]


# 90도 회전함수
def rotate(origin):
    rotate_arr = [[0] * 5 for _ in range(5)]

    for i in range(5):
        for j in range(5):
            rotate_arr[i][j] = origin[j][5 - 1 - i]

    return rotate_arr


def dfs(cnt):
    # 5개의 판이 회전했으면
    if cnt == 5:
        # 출발지점과 도착지점이 1이여야지만 가능하므로
        # 그런 경우에만 bfs돌림
        if new[0][0][0] == 1 and new[4][4][4] == 1:
            bfs(new)
        return

    # 90도 회전 4번
    for i in range(4):
        # dfs실행
        dfs(cnt + 1)
        # 판 돌리기
        new[cnt] = rotate(new[cnt])


arr = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(5)] for _ in range(5)]

# 최단거리 찾기 위한 bfs
def bfs(arr):
    global result
    visited = [[[0] * 5 for _ in range(5)] for _ in range(5)]
    q = deque()

    q.append((0, 0, 0))
    visited[0][0][0] = 1
    while q:
        x, y, z = q.popleft()

        # 도착지점에 도착하였으면
        if x == 4 and y == 4 and z == 4:
            # 최소값 반환
            result = min(result, visited[x][y][z] - 1)
            return

        for i in range(6):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            nz = z + dz[i]

            if 0 <= nx < 5 and 0 <= ny < 5 and 0 <= nz < 5:
                if arr[nx][ny][nz] == 1 and visited[nx][ny][nz] == 0:
                    q.append((nx, ny, nz))
                    visited[nx][ny][nz] = visited[x][y][z] + 1


result = 126
# 5*4*3*2*1 가지의 경우의 수
# 판의 순서
for i in list(permutations([0, 1, 2, 3, 4], 5)):

    new = [deepcopy(arr[i[0]]), deepcopy(arr[i[1]]), deepcopy(arr[i[2]]), deepcopy(arr[i[3]]), deepcopy(arr[i[4]])]

    dfs(0)

# 불가능하다면 -1 출력
if result == 126:
    print(-1)
else:
    print(result)

✏️ Comment

최단 거리를 찾는것은 bfs를 사용하고
5개의 판의 층을 결정하는것은 permutation(순열)을 사용하였고
각각의 층이 회전하는것은 dfs를 사용하여 문제를 해결하였다.

이 문제에서 시간이 가장 오래 걸렸던 것은 bfs를 실행할 때 즉 최단거리를 찾는 함수를 실행할 때 시작지점이 1로 즉 출발 가능한 장소에서만 bfs를 실행했어야하는데 그러한 조건 없이 최단거리를 찾아서 출발이 불가능한 장소에서도 출발을 하여 최단거리를 구해서 정답과 다르게 나왔다.
또 0이 이동 불가능이고 1이 이동 가능이였는데 반대로 생각하여 많이 틀렸다. 이 부분은 문제를 잘 읽자