[12주_7일차] 프로그래머스-퍼즐 조각 채우기(Python)

문제 설명

테이블 위에 놓인 퍼즐 조각을 게임 보드의 빈 공간에 적절히 올려놓으려 합니다. 게임 보드와 테이블은 모두 각 칸이 1x1 크기인 정사각 격자 모양입니다. 이때, 다음 규칙에 따라 테이블 위에 놓인 퍼즐 조각을 게임 보드의 빈칸에 채우면 됩니다.

• 조각은 한 번에 하나씩 채워 넣습니다.
• 조각을 회전시킬 수 있습니다.
• 조각을 뒤집을 수는 없습니다.
• 게임 보드에 새로 채워 넣은 퍼즐 조각과 인접한 칸이 비어있으면 안 됩니다.

다음은 퍼즐 조각을 채우는 예시입니다.

위 그림에서 왼쪽은 현재 게임 보드의 상태를, 오른쪽은 테이블 위에 놓인 퍼즐 조각들을 나타냅니다. 테이블 위에 놓인 퍼즐 조각들 또한 마찬가지로 [상,하,좌,우]로 인접해 붙어있는 경우는 없으며, 흰 칸은 퍼즐이 놓이지 않은 빈 공간을 나타냅니다. 모든 퍼즐 조각은 격자 칸에 딱 맞게 놓여있으며, 격자 칸을 벗어나거나, 걸쳐 있는 등 잘못 놓인 경우는 없습니다.

이때, 아래 그림과 같이 3,4,5번 조각을 격자 칸에 놓으면 규칙에 어긋나므로 불가능한 경우입니다.

• 3번 조각을 놓고 4번 조각을 놓기 전에 위쪽으로 인접한 칸에 빈칸이 생깁니다.
• 5번 조각의 양 옆으로 인접한 칸에 빈칸이 생깁니다.

다음은 규칙에 맞게 최대한 많은 조각을 게임 보드에 채워 넣은 모습입니다.

최대한 많은 조각을 채워 넣으면 총 14칸을 채울 수 있습니다.

현재 게임 보드의 상태 game_board, 테이블 위에 놓인 퍼즐 조각의 상태 table이 매개변수로 주어집니다. 규칙에 맞게 최대한 많은 퍼즐 조각을 채워 넣을 경우, 총 몇 칸을 채울 수 있는지 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

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제한사항

• 3 ≤ game_board의 행 길이 ≤ 50
• game_board의 각 열 길이 = game_board의 행 길이
  • 즉, 게임 보드는 정사각 격자 모양입니다.
  • game_board의 모든 원소는 0 또는 1입니다.
  • 0은 빈칸, 1은 이미 채워진 칸을 나타냅니다.
  • 퍼즐 조각이 놓일 빈칸은 1 x 1 크기 정사각형이 최소 1개에서 최대 6개까지 연결된 형태로만 주어집니다.
• table의 행 길이 = game_board의 행 길이
• table의 각 열 길이 = table의 행 길이
  • 즉, 테이블은 game_board와 같은 크기의 정사각 격자 모양입니다.
  • table의 모든 원소는 0 또는 1입니다.
  • 0은 빈칸, 1은 조각이 놓인 칸을 나타냅니다.
  • 퍼즐 조각은 1 x 1 크기 정사각형이 최소 1개에서 최대 6개까지 연결된 형태로만 주어집니다.
• game_board에는 반드시 하나 이상의 빈칸이 있습니다.
• table에는 반드시 하나 이상의 블록이 놓여 있습니다.

 

<코드>

from collections import deque

# 상하좌우 이동을 위한 벡터
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]

def rotate_90(piece):
    return [list(reversed(col)) for col in zip(*piece)]

def get_pieces(board, target):
    n = len(board)
    visited = [[False] * n for _ in range(n)]
    pieces = []

    def bfs(x, y):
        queue = deque([(x, y)])
        visited[x][y] = True
        blocks = [(x, y)]
        min_x, max_x = x, x
        min_y, max_y = y, y
        
        while queue:
            cx, cy = queue.popleft()
            for i in range(4):
                nx, ny = cx + dx[i], cy + dy[i]
                if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n and not visited[nx][ny] and board[nx][ny] == target:
                    visited[nx][ny] = True
                    queue.append((nx, ny))
                    blocks.append((nx, ny))
                    min_x, max_x = min(min_x, nx), max(max_x, nx)
                    min_y, max_y = min(min_y, ny), max(max_y, ny)
        
        piece = [[0] * (max_y - min_y + 1) for _ in range(max_x - min_x + 1)]
        for bx, by in blocks:
            piece[bx - min_x][by - min_y] = 1
        
        return piece
    
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if board[i][j] == target and not visited[i][j]:
                pieces.append(bfs(i, j))
    
    return pieces

def can_fit(board_piece, table_piece):
    if len(board_piece) != len(table_piece) or len(board_piece[0]) != len(table_piece[0]):
        return False
    return all(board_piece[i][j] == table_piece[i][j] for i in range(len(board_piece)) for j in range(len(board_piece[0])))

def solution(game_board, table):
    empty_spaces = get_pieces(game_board, 0)
    puzzle_pieces = get_pieces(table, 1)
    used = [False] * len(puzzle_pieces)
    answer = 0
    
    for space in empty_spaces:
        for i, piece in enumerate(puzzle_pieces):
            if used[i]:
                continue
            for _ in range(4):
                if can_fit(space, piece):
                    answer += sum(sum(row) for row in piece)
                    used[i] = True
                    break
                piece = rotate_90(piece)
            if used[i]:
                break

    return answer

 

<풀이과정>

 

1. 방향 벡터 정의

• dx와 dy는 상하좌우로 이동하기 위한 벡터로, BFS(너비 우선 탐색)에서 인접한 칸을 탐색하는 데 사용

2. 조각 회전 함수 (rotate_90)

• 퍼즐 조각을 90도 회전시키는 함수

3. 퍼즐 조각 추출 함수 (get_pieces)

• 게임 보드 또는 테이블에서 특정 값(빈 공간 또는 퍼즐 조각)에 해당하는 연결된 블록들을 추출하는 함수
• BFS를 사용해 연결된 블록들을 찾아 하나의 퍼즐 조각으로 저장

4. 조각 비교 함수 (can_fit)

• 게임 보드의 빈 공간과 테이블의 퍼즐 조각이 동일한지 비교하는 함수
• 크기가 동일하고 각 요소가 모두 일치하면 True 반환

5. 메인 함수 (solution)

• get_pieces 함수를 통해 게임 보드의 빈 공간과 테이블의 퍼즐 조각들을 각각 추출
• 각 빈 공간에 대해 테이블의 퍼즐 조각을 회전시키면서 맞출 수 있는지 확인하고, 맞는 조각이 있으면 그 조각을 게임 보드에 채우기