BFS (2) - 실전문제 5.4) 미로 탈출

문제

N x M 크기의 직사각형 형태의 미로에 여러 마리의 괴물이 있어 이를 피해 탈출해야 한다. 현재 위치는 (1, 1)이고 미로의 출구는 (N,M)의 위치에 존재하며 한 번에 한 칸씩 이동할 수 있다. 괴물이 있는 부분은 0으로, 괴물이 없는 부분은 1로 표시되어 있다. 미로는 반드시 탈출할 수 있는 형태로 제시된다. 탈출하기 위해 움직여야 하는 최소 칸의 개수를 구하라. 칸을 셀 때는 시작 칸과 마지막 칸을 모두 포함해서 계산한다.

입력 조건)

• 첫째 줄에 두 정수 N, M(4 <= N, M <= 200)이 주어진다. 다음 N개의 줄에는 각각 M개의 정수(0혹은 1)로 미로의 정보가 주어진다. 각각의 수들은 공백 없이붙어서 입력으로 제시된다. 또한 시작 칸과 마지막 칸은 항상 1이다.

출력 조건)

첫째 줄에 최소 이동 칸의 개수를 출력한다.

입력 예시)

5 6
101010
111111
000001
111111
111111

출력 예시)

10

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이 문제는 앞의 실전 문제(음료수 얼려 먹기) 와는 달리 시작 노드에서부터 가장 가까운 노드를 (모든 노드) 탐색해야 하기 때문에 깊이 우선 탐색이 아닌 너비 우선 탐색, BFS 알고리즘을 통해서 더 효율적으로 해결할 수 있다. BFS 알고리즘을 통해서 모든 노드에 접근할 때 큐를 사용하게 되는데 이 때 큐에서 값을 빼내면서 그때마다 칸 수를 체크할 것이다. 칸 수는 큐에서 뺀 인덱스의 체크 리스트의 값에 1씩 더해서 구한다. (인접한 칸에서 다음 칸으로 이동하는데는 1개의 칸만 더해주면 되기 때문이다.)

앞의 문제와 같이 입력이 2차원 리스트이므로 각각의 노드는 행값, 열값 즉 2개의 값(인덱스)을 갖게 된다. 따라서 인접 행렬 보다는 인접 리스트를 구현하는 편이 낫다고 생각했고, 앞의 문제와 동일하게 N x M 의 반복문을 돌면서 1인 칸에 대해서 상하좌우에 인접한 1이 있는 인덱스들을 모두 해당 칸의 값으로 저장해서 인접 리스트를 구현했다.

또한 체크 리스트를 한 개 만든다. 이 체크 리스트는 방문 여부도 따지지만 총 방문하는 칸 수를 인덱스마다 초기화 하기 위해서 생성하는 것이다.

다음으로 BFS 함수를 구현하기 위해서 큐를 사용해야 하므로 from collections import deque 구문을 통해서 collections 모듈의 deque 라이브러리를 추출한다. BFS 함수에서는 빈 큐를 한 개 만들고, 첫 시작좌표를 삽입한다. 이 때 첫 시작좌표에 대한 방문 여부 또한 체크한다. 이후 while 반복문을 돌면서 큐에서 값을 하나씩 뺀다. (이 때 뺀 값이 마지막 칸의 좌표와 같으면 반복문을 break를 통해서 빠져 나온다.) 그런 과정에서 칸 수를 추출하고 1을 더한 값을 체크 리스트의 해당 인덱스에 저장한다. 

while 반복문이 종료되고 마지막 칸에 저장한 최종 칸수를 출력하면 답을 얻을 수 있다.