[2주차 - Stack & Hash] 자물쇠와 열쇠

본 포스팅은 프로그래머스에서 진행하는 코딩테스트와 실무역량 모두 잡는 알고리즘 스터디(Python반) 6기에 참여 하면서 공부한 내용을 정리한 것이다. (https://programmers.co.kr/learn/courses/12441)

 

상단부터 

1. [문제설명] 
2. [문제풀이] 
3. [코트리뷰를 통해 발견한 개선할 점] 
4. [리뷰완료 후 전체코드] 

순으로 구성되어 있다.

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[문제 설명]

자물쇠와 열쇠

고고학자인  "튜브"는 고대 유적지에서 보물과 유적이 가득할 것으로 추정되는 비밀의 문을 발견하였습니다. 그런데 문을 열려고 살펴보니 특이한 형태의 자물쇠로 잠겨 있었고 문 앞에는 특이한 형태의 열쇠와 함께 자물쇠를 푸는 방법에 대해 다음과 같이 설명해 주는 종이가 발견되었습니다.

잠겨있는 자물쇠는 격자 한 칸의 크기가  1 x 1인  N x N 크기의 정사각 격자 형태이고 특이한 모양의 열쇠는 M x M 크기인 정사각 격자 형태로 되어 있습니다.

자물쇠에는 홈이 파여 있고 열쇠 또한 홈과 돌기 부분이 있습니다. 열쇠는 회전과 이동이 가능하며 열쇠의 돌기 부분을 자물쇠의 홈 부분에 딱 맞게 채우면 자물쇠가 열리게 되는 구조입니다. 자물쇠 영역을 벗어난 부분에 있는 열쇠의 홈과 돌기는 자물쇠를 여는 데 영향을 주지 않지만, 자물쇠 영역 내에서는 열쇠의 돌기 부분과 자물쇠의 홈 부분이 정확히 일치해야 하며 열쇠의 돌기와 자물쇠의 돌기가 만나서는 안됩니다. 또한 자물쇠의 모든 홈을 채워 비어있는 곳이 없어야 자물쇠를 열 수 있습니다.

열쇠를 나타내는 2차원 배열 key와 자물쇠를 나타내는 2차원 배열 lock이 매개변수로 주어질 때, 열쇠로 자물쇠를 열 수 있으면 true를, 열 수 없으면 false를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항

• key는 M x M(3 ≤ M ≤ 20, M은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
• lock은 N x N(3 ≤ N ≤ 20, N은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
• M은 항상 N 이하입니다.
• key와 lock의 원소는 0 또는 1로 이루어져 있습니다.
  • 0은 홈 부분, 1은 돌기 부분을 나타냅니다.

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입출력 예

keylockresult

[[0, 0, 0], [1, 0, 0], [0, 1, 1]]

[[1, 1, 1], [1, 1, 0], [1, 0, 1]]

true

입출력 예에 대한 설명

key를 시계 방향으로 90도 회전하고, 오른쪽으로 한 칸, 아래로 한 칸 이동하면 lock의 홈 부분을 정확히 모두 채울 수 있습니다.

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[문제풀이]

key와 lock은 최대 20까지이므로 완전탐색을 통해 풀이가 가능할 것으로 판단되었다.

먼저 key를 이동시킬 수 있는 틀을 만들고 틀 가운데 lock을 고정시킨다.

틀의 좌상단부터 key를 이동시켜가며 겹치는 모든 부분에 대해 합연산을 진행한 상태에서 lock의 모든 원소가 1인 경우 lock을 해제할 수 있는 상태가 된다고 볼 수 있다.

풀이를 코드로 옮겨보면 다음과 같다.

def solution(key, lock):
    lock_size = len(lock)
    key_size = len(key)
    # key를 이동해가며 lock에 맞는지 확인하기 위해 len(key) * 2 + len(lock) - 2 size의 리스트를 생성한다.
    board_size = key_size * 2 + lock_size - 2

    lock_board = [[0] * board_size for _ in range(board_size)]

    # board 중앙에 lock을 장착한다.
    for board_i in range(len(lock)):
        for board_j in range(len(lock)):
            lock_board[board_i + len(key) - 1][board_j + len(key) - 1] = lock[board_i][board_j]
    # key를 4번 회전하며 맞는지 확인한다.
    for _ in range(4):
        # key를 이동시켜가며 lock이 해제되는지 확인한다.
        for board_i in range(len(key) + len(lock) - 1):
            for board_j in range(len(key) + len(lock) - 1):
                # key를 board에 끼워본다.
                for key_i in range(len(key)):
                    for key_j in range(len(key)):
                        lock_board[board_i + key_i][board_j + key_j] += key[key_i][key_j]

                # lock이 해제되었는지 확인핟다. board에서 lock에 해당하는 범위의 모든 값이 1이면 해제된 것이다.
                if confirm_key(lock_board, lock_size, key_size):
                    return True

                # key가 맞지 않으면 board에서 빼낸다.
                for key_i in range(len(key)):
                    for key_j in range(len(key)):
                        lock_board[board_i + key_i][board_j + key_j] -= key[key_i][key_j]

        # key를 회전시킨다.
        key = rotate(key)

    # key를 사방으로 돌려가며 확인해도 해제되지 않으면 맞지 않는 것이므로 False 리턴
    return False


def confirm_key(board, lock_size, key_size):
    for i in range(lock_size):
        for j in range(lock_size):
            if board[i + key_size - 1][j + key_size - 1] != 1:
                return False
    return True


def rotate(l):
    height = len(l)
    width = len(l[0])
    rotated = [[0] * height for _ in range(width)]
    for i in range(height):
        for j in range(width):
            rotated[j][height - i - 1] = l[i][j]
    return rotated

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