프로그래머스 행렬 테두리 회전하기 파이썬

문제 링크

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/77485

코딩테스트 연습 - 행렬 테두리 회전하기

 

시간 제한 / 메모리 제한

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문제

rows x columns 크기인 행렬이 있습니다. 행렬에는 1부터 rows x columns까지의 숫자가 한 줄씩 순서대로 적혀있습니다. 이 행렬에서 직사각형 모양의 범위를 여러 번 선택해, 테두리 부분에 있는 숫자들을 시계방향으로 회전시키려 합니다. 각 회전은 (x1, y1, x2, y2)인 정수 4개로 표현하며, 그 의미는 다음과 같습니다.

• x1 행 y1 열부터 x2 행 y2 열까지의 영역에 해당하는 직사각형에서 테두리에 있는 숫자들을 한 칸씩 시계방향으로 회전합니다.

다음은 6 x 6 크기 행렬의 예시입니다.

이 행렬에 (2, 2, 5, 4) 회전을 적용하면, 아래 그림과 같이 2행 2열부터 5행 4열까지 영역의 테두리가 시계방향으로 회전합니다. 이때, 중앙의 15와 21이 있는 영역은 회전하지 않는 것을 주의하세요.

행렬의 세로 길이(행 개수) rows, 가로 길이(열 개수) columns, 그리고 회전들의 목록 queries가 주어질 때, 각 회전들을 배열에 적용한 뒤, 그 회전에 의해 위치가 바뀐 숫자들 중 가장 작은 숫자들을 순서대로 배열에 담아 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

 

제한사항

• rows는 2 이상 100 이하인 자연수입니다.
• columns는 2 이상 100 이하인 자연수입니다.
• 처음에 행렬에는 가로 방향으로 숫자가 1부터 하나씩 증가하면서 적혀있습니다.
  • 즉, 아무 회전도 하지 않았을 때, i 행 j 열에 있는 숫자는 ((i-1) x columns + j)입니다.
• queries의 행의 개수(회전의 개수)는 1 이상 10,000 이하입니다.
• queries의 각 행은 4개의 정수 [x1, y1, x2, y2]입니다.
  • x1 행 y1 열부터 x2 행 y2 열까지 영역의 테두리를 시계방향으로 회전한다는 뜻입니다.
  • 1 ≤ x1 < x2 ≤ rows, 1 ≤ y1 < y2 ≤ columns입니다.
  • 모든 회전은 순서대로 이루어집니다.
  • 예를 들어, 두 번째 회전에 대한 답은 첫 번째 회전을 실행한 다음, 그 상태에서 두 번째 회전을 실행했을 때 이동한 숫자 중 최솟값을 구하면 됩니다.

입출력

rows / columns / queries / result

6	6	[[2,2,5,4],[3,3,6,6],[5,1,6,3]]	[8, 10, 25]
3	3	[[1,1,2,2],[1,2,2,3],[2,1,3,2],[2,2,3,3]]	[1, 1, 5, 3]
100	97	[[1,1,100,97]]	[1]

 

문제 풀이를 위해 생각한 것

1. 테두리 범위를 어떻게 지정하기 위해서 어떤 방법을 써야할까 고민했다.
2. 회전방법은 어떻게 구현할까 고민했다.
3. 가장 작은 수는 어떻게 구할까 고민했다.
4. 처음에는 배열의 인덱스를 순회하며 각 원소를 큐에 담고, 큐를 회전시킨 뒤 다시 원소를 재배치할까 고민했다.
5. 하지만 한 번의 순회로 이 문제를 해결하는 방법이 떠올랐다.
   
   1. 방향 값을 오른쪽인 1로 설정하고 (상, 우, 하, 좌 중 인덱스 1) 배열을 순회하며, 모서리를 만날 때마다(문제에서 주어지는 x1, y1, x2, y2 좌표를 활용) 방향값을 바꾸어 순회한다.
   2. 순회하는 도중에는 현재 인덱스의 값과 최솟값을 지속적으로 비교하여 업데이트하고, 이전 인덱스의 값을 현재 인덱스의 값으로 교체했다.
   3. 시작 지점(x1, y1)으로 복귀했을 때는 현재까지의 최솟값을 answer 배열에 추가하고 반복문을 종료한다.

 

사용한 자료구조 / 알고리즘

2차원 배열 / 구현

 

풀이 코드

rows = 3
columns = 3
queries = [[1, 1, 2, 2], [1, 2, 2, 3], [2, 1, 3, 2], [2, 2, 3, 3]]
expectedAnswer = [1, 1, 5, 3]


def solution(rows, columns, queries):

    # 상, 우, 하, 좌
    dx = (-1, 0, 1, 0)
    dy = (0, 1, 0, -1)

    def turn(direction):
        direction = (direction + 1) % 4
        return direction

    grid = [[0 for _ in range(columns)] for _ in range(rows)]
    answer = []

    # 1부터 rows*columns 까지의 수로 grid 초기화
    n = 1
    for i in range(rows):
        for j in range(columns):
            grid[i][j] = n
            n += 1

    for q in queries:
        direction = 1  # 상(0), 우(1), 하(2), 좌(3)

        # 언번들링, 제로베이스로 맞추기
        x1, y1, x2, y2 = q
        x1, y1, x2, y2 = x1 - 1, y1 - 1, x2 - 1, y2 - 1

        # 초기화
        start = (x1, y1)
        minValue = grid[x1][y1]
        prev = grid[x1][y1]
        tmp = 0
        x = x1
        y = y1

        while True:
            nx, ny = x + dx[direction], y + dy[direction]
            x = nx
            y = ny
            minValue = min(minValue, grid[nx][ny])

            # 이전 인덱스의 원소로 현재 인덱스 초기화
            tmp = grid[nx][ny]
            grid[nx][ny] = prev
            prev = tmp

            # 오른쪽 위, 오른쪽 아래, 왼쪽 아래 모서리일 때 회전
            if (nx, ny) == (x1, y2) or (nx, ny) == (x2, y2) or (nx, ny) == (x2, y1):
                direction = turn(direction)
            elif (nx, ny) == start:  # 시작지점으로 되돌아 왔을 때
                answer.append(minValue)
                break

    return answer


print(solution(rows, columns, queries))

 

문제에서 중요한 부분

방향 전환을 통해 배열의 테두리를 순회할 수 있었다.

배열 회전과 최솟값 구하는 작업을 동시에 해야 했고, 이를 효율적으로 할 수 있는 방법을 고안해야 했다.