[파이썬] 자물쇠와 열쇠

문제 설명

고고학자인 "튜브"는 고대 유적지에서 보물과 유적이 가득할 것으로 추정되는 비밀의 문을 발견하였습니다. 그런데 문을 열려고 살펴보니 특이한 형태의 자물쇠로 잠겨 있었고 문 앞에는 특이한 형태의 열쇠와 함께 자물쇠를 푸는 방법에 대해 다음과 같이 설명해 주는 종이가 발견되었습니다.

잠겨있는 자물쇠는 격자 한 칸의 크기가 1 x 1인 N x N 크기의 정사각 격자 형태이고 특이한 모양의 열쇠는 M x M 크기인 정사각 격자 형태로 되어 있습니다.

자물쇠에는 홈이 파여 있고 열쇠 또한 홈과 돌기 부분이 있습니다. 열쇠는 회전과 이동이 가능하며 열쇠의 돌기 부분을 자물쇠의 홈 부분에 딱 맞게 채우면 자물쇠가 열리게 되는 구조입니다. 자물쇠 영역을 벗어난 부분에 있는 열쇠의 홈과 돌기는 자물쇠를 여는 데 영향을 주지 않지만, 자물쇠 영역 내에서는 열쇠의 돌기 부분과 자물쇠의 홈 부분이 정확히 일치해야 하며 열쇠의 돌기와 자물쇠의 돌기가 만나서는 안됩니다. 또한 자물쇠의 모든 홈을 채워 비어있는 곳이 없어야 자물쇠를 열 수 있습니다.

열쇠를 나타내는 2차원 배열 key와 자물쇠를 나타내는 2차원 배열 lock이 매개변수로 주어질 때, 열쇠로 자물쇠를 열수 있으면 true를, 열 수 없으면 false를 return 하도록 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항

• key는 M x M(3 ≤ M ≤ 20, M은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
• lock은 N x N(3 ≤ N ≤ 20, N은 자연수)크기 2차원 배열입니다.
• M은 항상 N 이하입니다.
• key와 lock의 원소는 0 또는 1로 이루어져 있습니다.
  • 0은 홈 부분, 1은 돌기 부분을 나타냅니다.

---

입출력 예

key	lock	result
[[0, 0, 0], [1, 0, 0], [0, 1, 1]]	[[1, 1, 1], [1, 1, 0], [1, 0, 1]]	true

 

입출력 예에 대한 설명

key를 시계 방향으로 90도 회전하고, 오른쪽으로 한 칸, 아래로 한 칸 이동하면 lock의 홈 부분을 정확히 모두 채울 수 있습니다.

---

 

🍟 나의 풀이

def solution(key, lock):    # key=M*M 2차원 배열, lock=N*N 2차원 배열
    answer=0
    m=len(key)
    n=len(lock)

    def clockwise() :  # 시계
        rotated_key=[[0]*m for _ in range(m)]
        for i in range(m) :
            for j in range(m) :
                rotated_key[i][j]=key[m-j-1][i]
        return rotated_key

    def nonclockwise() :    # 반시계
        rotated_key=[[0]*m for _ in range(m)]
        for i in range(m) :
            for j in range(m) :
                rotated_key[j][i]=key[i][m-j-1]
        return rotated_key

    return answer

 

 

👩‍🦰 다른 사람 풀이

# 출처 : https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60059
def attach(x, y, M, key, board):
    for i in range(M):
        for j in range(M):
            board[x+i][y+j] += key[i][j]

def detach(x, y, M, key, board):
    for i in range(M):
        for j in range(M):
            board[x+i][y+j] -= key[i][j]

def rotate90(arr):
    return list(zip(*arr[::-1]))

def check(board, M, N):
    for i in range(N):
        for j in range(N):
            if board[M+i][M+j] != 1:
                return False;
    return True

def solution(key, lock):
    M, N = len(key), len(lock)

    board = [[0] * (M*2 + N) for _ in range(M*2 + N)]
    # 자물쇠 중앙 배치
    for i in range(N):
        for j in range(N):
            board[M+i][M+j] = lock[i][j]

    rotated_key = key
    # 모든 방향 (4번 루프)
    for _ in range(4):
        rotated_key = rotate90(rotated_key)
        for x in range(1, M+N):
            for y in range(1, M+N):
                # 열쇠 넣어보기
                attach(x, y, M, rotated_key, board)
                # lock 가능 check
                if(check(board, M, N)):
                    return True
                # 열쇠 빼기
                detach(x, y, M, rotated_key, board)
                
    return False

 

			0	0	0
			0	0	1
			0	1	0

(1,1)부터 시작하는 것은 lock의 (3,3)을 포함함.

(M+N)까지 반복해야 lock의(5,5)까지다.

board를 (M*2+N)*(M*2+N)의 크기로 만들고 자물쇠 lock를 중앙에 배치

rotate90 함수를 이용해서  회전된 key를 얻는다.

attach함수를 이용해서 board에 key를 대입한다.

check함수를 이용해서 자물쇠를 열 수 있는지 확인한다.

자물쇠를 열지 못하면 detach 함수를 이용해서 key를 넣기 전 상태로 복구한다.

 

✨배울만한 코드

list(zip(*arr[::-1]))

회전

 

🎁 알게된 점

Q. lock에서 key를 어떻게 탐색하지?

lock에서 key를 탐색하기 위해서는 범위를 크게 만들어 줘야 리스트 범위를 벗어나는 일이 없다.

 

 

# 출처 : https://johnyejin.tistory.com/127

# 90도 회전
def rotation(arr) :
    n=len(arr)
    ret=[[0]*n for _ in range(n)]
    
    for i in range(n) :
        for j in range(n) :
            ret[j][n-1-i]=arr[i][j]
    return ret

# 자물쇠가 열리는지 책
def check(startX, startY, key, lock, expendSize, start, end) :
    expendList=[[0]*expendSize for _ in range(expendSize)]
    
    # expendList에 key 추가
    for i in range(len(key)) :
        for j in range(len(key)) :
            expendList[startX+i][startY+j]+=key[i][j]
            
    # expendList에 lock 추가하면서 기존 값이랑 더하기
    for i in range(start, end) :
        for j in range(start, end) :
            expendList[i][j]+=lock[i-start][j-start]
            if expendList[i][j] != 1 :
                return False
    return True

def solution(key, lock):
    start=len(key)-1 # expendList에서 lock의 시작 지점
    end=start+len(lock) # expendList에서 lock이 끝나는 지점
    expendSize=len(lock)+start*2    # expendList 배열의 크기
    
    # lock은 고정이고 key가 움직이는거!!
    for a in range(0, 4) :	# 4번 회전
        for i in range(end) :
            for j in range(end) :
                if check(i, j, key, lock, expendSize, start, end) :
                    return True
        key=rotation(key)
        
    return False

 

		0	0	0
		0	0	1
		0	1	0

위와 알고리즘은 같음.

check 함수에서 expendList를 생성하고 lock을 가운데에 추가함. 

90도 회전하는 경우에

1. 회전 후 배열의 X 인덱스 == 회전하기 전 배열의 Y 인덱스

2. 회전 후 배열의 Y 인덱스 == (배열 크기 - 1) - 회전하기 전 배열의 X 인덱스

 

 

 

 

 

 

💁‍♀️출처 : 프로그래머스