[프로그래머스][Java] 카드 짝 맞추기 - 2021 카카오 블라인드 채용

문제 설명

게임 개발자인 베로니는 개발 연습을 위해 다음과 같은 간단한 카드 짝맞추기 보드 게임을 개발해 보려고 합니다.
게임이 시작되면 화면에는 카드 16장이 뒷면을 위로하여 4 x 4 크기의 격자 형태로 표시되어 있습니다. 각 카드의 앞면에는 카카오프렌즈 캐릭터 그림이 그려져 있으며, 8가지의 캐릭터 그림이 그려진 카드가 각기 2장씩 화면에 무작위로 배치되어 있습니다.
유저가 카드를 2장 선택하여 앞면으로 뒤집었을 때 같은 그림이 그려진 카드면 해당 카드는 게임 화면에서 사라지며, 같은 그림이 아니라면 원래 상태로 뒷면이 보이도록 뒤집힙니다. 이와 같은 방법으로 모든 카드를 화면에서 사라지게 하면 게임이 종료됩니다.

게임에서 카드를 선택하는 방법은 다음과 같습니다.

• 카드는 커서를 이용해서 선택할 수 있습니다.
  • 커서는 4 x 4 화면에서 유저가 선택한 현재 위치를 표시하는 "굵고 빨간 테두리 상자"를 의미합니다.
• 커서는 [Ctrl] 키와 방향키에 의해 이동되며 키 조작법은 다음과 같습니다.
  • 방향키 ←, ↑, ↓, → 중 하나를 누르면, 커서가 누른 키 방향으로 1칸 이동합니다.
  • [Ctrl] 키를 누른 상태에서 방향키 ←, ↑, ↓, → 중 하나를 누르면, 누른 키 방향에 있는 가장 가까운 카드로 한번에 이동합니다.
    • 만약, 해당 방향에 카드가 하나도 없다면 그 방향의 가장 마지막 칸으로 이동합니다.
  • 만약, 누른 키 방향으로 이동 가능한 카드 또는 빈 공간이 없어 이동할 수 없다면 커서는 움직이지 않습니다.
• 커서가 위치한 카드를 뒤집기 위해서는 [Enter] 키를 입력합니다.
  • [Enter] 키를 입력해서 카드를 뒤집었을 때
    • 앞면이 보이는 카드가 1장 뿐이라면 그림을 맞출 수 없으므로 두번째 카드를 뒤집을 때 까지 앞면을 유지합니다.
    • 앞면이 보이는 카드가 2장이 된 경우, 두개의 카드에 그려진 그림이 같으면 해당 카드들이 화면에서 사라지며, 그림이 다르다면 두 카드 모두 뒷면이 보이도록 다시 뒤집힙니다.

"베로니"는 게임 진행 중 카드의 짝을 맞춰 몇 장 제거된 상태에서 카드 앞면의 그림을 알고 있다면, 남은 카드를 모두 제거하는데 필요한 키 조작 횟수의 최솟값을 구해 보려고 합니다. 키 조작 횟수는 방향키와 [Enter] 키를 누르는 동작을 각각 조작 횟수 1로 계산하며, [Ctrl] 키와 방향키를 함께 누르는 동작 또한 조작 횟수 1로 계산합니다.

다음은 카드가 몇 장 제거된 상태의 게임 화면에서 커서를 이동하는 예시입니다.
아래 그림에서 빈 칸은 이미 카드가 제거되어 없어진 칸을 의미하며, 그림이 그려진 칸은 카드 앞 면에 그려진 그림을 나타냅니다.

예시에서 커서는 두번째 행, 첫번째 열 위치에서 시작하였습니다.

[Enter] 입력, ↓ 이동, [Ctrl]+→ 이동, [Enter] 입력 = 키 조작 4회

[Ctrl]+↑ 이동, [Enter] 입력, [Ctrl]+← 이동, [Ctrl]+↓ 이동, [Enter] 입력 = 키 조작 5회

[Ctrl]+→ 이동, [Enter] 입력, [Ctrl]+↑ 이동, [Ctrl]+← 이동, [Enter] 입력 = 키 조작 5회

위와 같은 방법으로 커서를 이동하여 카드를 선택하고 그림을 맞추어 카드를 모두 제거하기 위해서는 총 14번(방향 이동 8번, [Enter] 키 입력 6번)의 키 조작 횟수가 필요합니다.

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[문제]

현재 카드가 놓인 상태를 나타내는 2차원 배열 board와 커서의 처음 위치 r, c가 매개변수로 주어질 때, 모든 카드를 제거하기 위한 키 조작 횟수의 최솟값을 return 하도록 solution 함수를 완성해 주세요.

[제한사항]

• board는 4 x 4 크기의 2차원 배열입니다.
• board 배열의 각 원소는 0 이상 6 이하인 자연수입니다.
  • 0은 카드가 제거된 빈 칸을 나타냅니다.
  • 1 부터 6까지의 자연수는 2개씩 들어있으며 같은 숫자는 같은 그림의 카드를 의미합니다.
  • 뒤집을 카드가 없는 경우(board의 모든 원소가 0인 경우)는 입력으로 주어지지 않습니다.
• r은 커서의 최초 세로(행) 위치를 의미합니다.
• c는 커서의 최초 가로(열) 위치를 의미합니다.
• r과 c는 0 이상 3 이하인 정수입니다.
• 게임 화면의 좌측 상단이 (0, 0), 우측 하단이 (3, 3) 입니다.

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[입출력 예]

board	r	c	result
[[1,0,0,3],[2,0,0,0],[0,0,0,2],[3,0,1,0]]	1	0	14
[[3,0,0,2],[0,0,1,0],[0,1,0,0],[2,0,0,3]]	0	1	16

입출력 예에 대한 설명

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입출력 예 #1
문제의 예시와 같습니다.

입출력 예 #2
입력으로 주어진 게임 화면은 아래 그림과 같습니다.

위 게임 화면에서 모든 카드를 제거하기 위한 키 조작 횟수의 최솟값은 16번 입니다.

문제 풀이

저는 처음에 이 문제에 접근할 때 단순히 제일 가까이 있는 카드 순서대로 짝을 뒤집으면 해결되지 않을까? 라는 고민을 하였습니다.

 

하지만 처음 위치로 부터 상하좌우에 전부 카드가 있거나 카드를 뒤집는 순서에 따라서 멀리 이동할 수 있는 케이스가 달라지기 때문에 이 경우들을 다 생각해줘야 합니다.

 

따라서

1. 모든 칸을 돌면서 각 카드종류별 위치를 파악합니다.

2. A와 B위치에 카드가 있다면 현재위치->A->B, 현재위치->B->A로 케이스를 나눕니다.

-> 케이스별 길이는 bfs를 통해 구현하였습니다.

3. 각 케이스별 최솟값을 저장하며 백트랙킹 기법을 적용하여 다음 카드로 넘겨줍니다.

4. 카드의 위치를 파악할 때 ctrl을 누르고 멀리 날아가는 케이스를 파악하기 위해 기존의 dr, dc를 더해주는 방식에서

추가적으로 카드를 만나거나 만나지않으면 멀리 있는 벽까지 이동하는 것 역시 넣어줘야합니다.

5. board를 전부 돌았을 때 list에 담기는 것이 없다면 카드가 뒤집힌 것이기 때문에 종료합니다.

 

풀이 코드

package Programmers.Kakao_Blind_Recruitment_2021;

import java.util.*;

class Solution {
    private int[] dc = {-1, 1, 0, 0};
    private int[] dr = {0, 0, -1, 1};

    public int solution(int[][] board, int r, int c) {
        return process(board, r, c);
    }

    private int process(int[][] board, int r, int c){
        if(isFinished(board)) return 0;

        int answer = Integer.MAX_VALUE;

        for(int k=1; k<=6; k++){
            ArrayList<Point> list = new ArrayList<>();
            for(int i=0; i<4; i++){
                for(int j=0; j<4; j++){
                    if(board[i][j] == k){
                        list.add(new Point(i, j));
                    }
                }
            }

            if(list.isEmpty()) continue;

            int case1 = getDist(board, r, c, list.get(0).r, list.get(0).c)
                    + getDist(board, list.get(0).r, list.get(0).c, list.get(1).r, list.get(1).c) + 2;

            int case2 = getDist(board, r, c, list.get(1).r, list.get(1).c)
                    + getDist(board, list.get(1).r, list.get(1).c, list.get(0).r, list.get(0).c) + 2;


            board[list.get(0).r][list.get(0).c] = 0;
            board[list.get(1).r][list.get(1).c] = 0;

            answer = Math.min(answer, Math.min(case1+process(board, list.get(1).r, list.get(1).c),
                    case2+process(board, list.get(0).r, list.get(0).c)));

            board[list.get(0).r][list.get(0).c] = k;
            board[list.get(1).r][list.get(1).c] = k;
        }
        return answer;
    }

    private int getDist(int[][] board, int r1, int c1, int r2, int c2){
        Queue<Point> queue = new LinkedList<>();
        boolean[][] visited = new boolean[4][4];
        queue.add(new Point(r1, c1, 0));
        visited[r1][c1] = true;

        while(!queue.isEmpty()){
            Point p = queue.poll();

            if(p.r == r2 && p.c == c2){
                return p.move;
            }

            for(int i=0; i<4; i++){
                int fr = p.r+dr[i];
                int fc = p.c+dc[i];
                if(isRange(fr,fc) && !visited[fr][fc]){
                    visited[fr][fc] = true;
                    queue.add(new Point(fr, fc, p.move+1));
                }

                while(isRange(fr+dr[i], fc+dc[i])){
                    if(board[fr][fc] != 0) break;
                    fr += dr[i];
                    fc += dc[i];
                }

                if(isRange(fr,fc) && !visited[fr][fc]){
                    visited[fr][fc] = true;
                    queue.add(new Point(fr, fc, p.move+1));
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    private boolean isFinished(int[][] board){
        for(int i=0; i<4; i++){
            for(int j=0; j<4; j++){
                if(board[i][j] != 0) return false;
            }
        }
        return true;
    }
    private boolean isRange(int y, int x){
        return y>=0 && x>=0 && y<4 && x < 4;
    }

    class Point{
        int r, c, move;
        public Point(int r, int c){
            this.r = r; this.c = c;
        }

        public Point(int r, int c, int move){
            this.r = r; this.c = c; this.move = move;
        }
    }
}

 

<출처>

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/72415

코딩테스트 연습 - 카드 짝 맞추기