[프로그래머스] 자물쇠와 열쇠 / Java

문제주소 :programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60059?language=java

코딩테스트 연습 - 자물쇠와 열쇠

---

<문제 설명>

문제 설명

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 열수 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.

---

입출력 예

key                                             lock                                           result

[[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.

 

<풀이법>

▒ 한줄 개념: 구현 능력 ▒ 

꽤 많은 시도를 한 문제이다. 구현력을 테스트하는 문제인 것 같다.

 

1. BFS(백트래킹)로 풀기 

사이즈가 크지 않아 BFS로 풀어보려했다. 하지만 시간 초과가 발생하여 성공하지 못했다.

 

2. key의 돌기 부분, lock의 홈 부분만 뽑아내서 ArrayList()로 구현

시간 복잡도 및 연산양을 최대한 줄여보고자 key와 lock에서 필요한 부분만을 뽑아내서 연산해보고자 하였다.

하지만 ArrayList 객체 생성이 너무 많이 되었는지 런타임 에러가 폭주하여 해결하지 못했다.

 

3. padding을 이용한 key 대입 및 체크

검색을 통해 찾아낸 방법으로, padding을 통하여 넓은 board를 만들어주고, 그 가운데에 lock을 위치시킨다.

image filtering의 개념을 이용하여 키를 맨 왼쪽 위부터 순차적으로 board에 대입시킨 후, board의 가운데 lock부분이 모두 1로 되어있는지 체크하여 true, false를 체크한다. 그럼 키를 가지고 사방으로 이동시키며 맞는 방식을 찾는 것보다 어떻게 보면 단순할 것 같은데, 막상 구현은 쉽지 않았다.

rotate의 문제는 기본(0도)를 포함하여 90도, 180도, 270도로 총 4가지 종류만 존재하므로, 필터링을 한번 거칠때마다 rotate한번씩, 총 4번의 rotate를 진행하면 된다.

 

<코드(Java)>

class Solution {
        public boolean solution(int[][] key, int[][] lock) {
            int k_len = key.length;
            int l_len = lock.length;
            int board_size = l_len+2*k_len-2;
            int[][] board = new int[board_size][board_size];
            for(int i = 0; i < l_len; i++){
                for(int j = 0; j < l_len; j++){
                    board[i+k_len-1][j+k_len-1] = lock[i][j];
                }
            }

            int[][] new_board = new int[board_size][board_size];

            for(int r_cnt = 0; r_cnt < 4; r_cnt++){

                for (int i_k = 0; i_k < l_len+k_len-1; i_k++) {
                    for(int j_k = 0; j_k < l_len+k_len-1; j_k++) {
                        for (int i = 0; i < board_size; i++) {
                            new_board[i] = board[i].clone();
                        }
                        for (int i = 0; i < k_len; i++) {
                            for (int j = 0; j < k_len; j++) {
                                new_board[i + i_k][j + j_k] += key[i][j];
                            }
                        }
                        if (check_board(k_len, l_len, new_board))
                            return true;

                    }
                }
                key = rotate(k_len, key);
            }
            return false;
        }

        int[][] rotate(int M, int[][] key){
            int[][] new_key = new int[M][M];
            for(int i = 0; i < M; i++){
                for(int j = 0; j<M; j++){
                    if(key[i][j]==1)
                        new_key[j][M - 1 - i] = 1;
                    else
                        new_key[j][M - 1 - i] = 0;
                }
            }
            return new_key;
        }

        boolean check_board(int k_len, int l_len, int[][] board){
            for(int i = k_len-1; i < k_len-1+l_len; i++){
                for(int j = k_len-1; j < k_len-1+l_len; j++){
                    if(board[i][j] != 1){
                        return false;
                    }
                }
            }
            return true;
        }
    }

 

 

더 많은 코드 보기(GitHub) : github.com/dwkim-97/CodingTest