TIL 코딩공장

백준 파이썬 공부 2024.12.30
2178번 미로 탐색 (실버 1)

1. 문제
N×M크기의 배열로 표현되는 미로가 있다.

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

미로에서 1은 이동할 수 있는 칸을 나타내고, 0은 이동할 수 없는 칸을 나타낸다. 
이러한 미로가 주어졌을 때, (1, 1)에서 출발하여 (N, M)의 위치로 이동할 때 
지나야 하는 최소의 칸 수를 구하는 프로그램을 작성하시오. 
한 칸에서 다른 칸으로 이동할 때, 서로 인접한 칸으로만 이동할 수 있다.

위의 예에서는 15칸을 지나야 (N, M)의 위치로 이동할 수 있다. 
칸을 셀 때에는 시작 위치와 도착 위치도 포함한다.

2. 입력
첫째 줄에 두 정수 N, M(2 ≤ N, M ≤ 100)이 주어진다. 
다음 N개의 줄에는 M개의 정수로 미로가 주어진다. 
각각의 수들은 붙어서 입력으로 주어진다.

3. 출력
첫째 줄에 지나야 하는 최소의 칸 수를 출력한다. 
항상 도착위치로 이동할 수 있는 경우만 입력으로 주어진다.

4. 문제 풀이
처음에는 DFS를 사용하려고 했으나, 시간초과가 나와버렸다.
DFS와 백트래킹을 통해 가능한 모든 루트를 확인하고,
그중 최소 거리를 찾아내려했으나 시간초과 엔딩
혹시나 해서 import sys 까지 사용해 보았으나 결과는 같았다.

GPT왈 DFS 사용하면, 시간 복잡도가 최대 O(4^(n*m)) 개 나올 수 있어 느리다고 한다.

>>> 코드1. 시간초과

import sys

def DFS(y, x, cnt):
    visited[y][x] = 1  # 방문 처리
    cnt += 1
    
    if y == n - 1 and x == m - 1:  # 도착점 도달
        distance.append(cnt)
        visited[y][x] = 0 # 백트래킹 (복구)
        return

    dx = [1, -1, 0, 0]
    dy = [0, 0, 1, -1]

    for i in range(4):
        nx = x + dx[i]
        ny = y + dy[i]
        
        if 0 <= ny < n and 0 <= nx < m:  # 미로 범위 체크
            if maze[ny][nx] == '1' and visited[ny][nx] == 0:
                DFS(ny, nx, cnt)

    visited[y][x] = 0 # 탐색 후 원래 상태로 복구 (백트래킹)

n, m = map(int, sys.stdin.readline().split())
maze = []
for _ in range(n):
    maze.append(sys.stdin.readline().strip())
visited = [[0] * m for _ in range(n)]

distance = []
DFS(0, 0, 0)
print(min(distance))

따라서, BFS 방식으로 변경해보았다.
현재 위치와 현재 위치까지의 최단거리를 큐에 저장해서,
거리와 위치 정보를 계속 추출하고 다음 거리와 위치 정보를 추가 하며 이동했다.
그리고 도착지에 도착하면 그곳의 거리를 반환하도록 했다.
순서대로 큐에 추가하기 때문에, 가장 빨리 도착한 or 최단거리로 도착한 방법의 거리를
도출해주기 때문에 자연스럽게 최단거리를 반환하도록 구조를 짰다.

큐의 성질과 이동 속도가 같다는 것을 이용하여 문제 풀이를 해냈다.

>>>코드2. 정답

import sys
from collections import deque

# BFS 함수
def BFS():
    queue = deque([(0, 0, 1)])  # (y, x, 이동거리)
    visited[0][0] = 1  # 시작점 방문 처리

    dx = [1, -1, 0, 0]  # x 이동 (오, 왼)
    dy = [0, 0, 1, -1]  # y 이동 (아래, 위)

    while queue:
        # 현재 위치와 현재 위치까지의 최단거리 추출
        y, x, dist = queue.popleft()

        # 도착하면 최단 거리 반환
        if y == n - 1 and x == m - 1:
            return dist  

        # 4방향 탐색
        for i in range(4):
            ny = y + dy[i]
            nx = x + dx[i]

            # 미로 범위 안에 있고, 길이면서 방문하지 않았다면 이동
            if 0 <= ny < n and 0 <= nx < m and maze[ny][nx] == '1' and not visited[ny][nx]:
                visited[ny][nx] = 1
                # 다음 위치와 다음 위치까지의 최단거리 추가
                queue.append((ny, nx, dist + 1))

    return -1  # 도착 불가능할 경우

# 입력 처리
n, m = map(int, sys.stdin.readline().split())
maze = [list(sys.stdin.readline().strip()) for _ in range(n)]
visited = [[0] * m for _ in range(n)]

# 최단 거리 출력
print(BFS())

5. 문제 링크
https://www.acmicpc.net/problem/2178