2020 KAKAO 자물쇠와 열쇠 Java

문제 3

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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.

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입출력 예

keylockresult

[[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.

출제 의도

• 2차원 배열을 다룰 수 있는지 파악

해설

제한이 크지 않기 때문에 가능한 모든 경우를 탐색해 볼 수 있습니다. 2차원 배열을 회전하는 함수를 하나 만들어 둔다면 코드를 더욱 깔끔하게 작성할 수 있습니다.

최대 4번까지 배열을 회전시키면서 가능한 경우를 모두 탐색한 다음, 자물쇠의 모든 홈을 채워 비어있는 곳이 없도록 할 수 있다면 true를, 그렇지 않다면 false를 return 하면 됩니다.

key와 lock을 순서대로 맞춰보는 방법 중 하나는 우선 lock 배열을 가로, 세로 길이가 3배인 새로운 배열의 중앙 부분으로 옮긴 후, key 배열을 새로운 배열의 좌측 상단부터 순서대로 이동시키면서 겹치는 부분만 확인해보면 됩니다. 이때, 겹치는 부분은 자물쇠의 모든 홈이 채워지더라도, 겹치지 않는 부분에 여전히 자물쇠의 홈 부분이 남아있을 수 있으므로 모든 홈이 채워졌는지를 정확히 확인해야 합니다.

 

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2020 카카오 블라인드 채용 1차 코딩테스트 3번 문제인 자물쇠와 열쇠이다.

 

1차 코딩테스트 시험날에는 풀지 못했던 문제이다.

1차 코테 해설이 올라와서 3번 문제도 해설을 보고 다시 풀게 되었다.

 

시험날에 이 문제를 보고

키가 회전, 상, 하, 좌, 우로 5가지 경우로 움직일 수 있고

제한 사항의 수도 작기 때문에 완전 탐색으로 풀 수 있을 거라 생각했다.

 

여기까지는 맞았는데 그 당시에 나는

회전은 4번까지 할 수 있는 건 알겠는데

상, 하, 좌, 우를 종료 조건을 어디에서 리턴해야 하는지 고민하고

결국 키에 1이 한 개도 없으면 리턴하자 하고 백트래킹으로 구현해봤지만

스택 오버플로우가 나면서 멘붕이 오고

다른 문제로 넘어갔었던 기억이 있다.

 

해설을 보고도 구현하는데 오래 걸렸지만

시험 당일날 내가 고민했던 문제는 확실히 알게 되었다.

키가 상 하 좌 우로 움직이는 것을

백트래킹같은 완전 탐색으로 구현하는 게 아니라 해설처럼

자물쇠 배열을 3배 확장해서 중앙 부분에 옮긴 후 좌측 상단부터 키에 대입해보면

이게 자동으로 키의 상 하 좌 우의 모든 경우를 확인해 볼 수 있는 것이었다.

대입이 끝나면 자물쇠를 옮긴 중앙 부분만 모두 1인지 확인해보면 된다.

 

결국 회전은 4번 돌면 제자리이기 때문에

회전으로 나올 수 있는 4가지 경우의 키를

위에 말한 방법으로 true인지 확인해보면 되는 나름 간단한 문제였다.

 

구현 방법조차 생각 못했기 때문에 많이 반성해야겠다.

 

public class Solution {
    static boolean isOk = false;
 
    public boolean solution(int[][] key, int[][] lock) {
        int len = lock.length;
        //3배 확장 후 중앙으로 옮기기
        int[][] copyLock = new int[len*3][len*3];
        for(int i=0; i<len; i++) {
            for(int j=0; j<len; j++) {
                copyLock[i+len][j+len] = lock[i][j];
            }
        }
        
        dfs(key, copyLock, 0);
        return isOk;
    }
    public void dfs(int[][]key, int [][] lock, int cnt) {
        check(key, lock, 0, 0);
        if(isOk) return;
        if(cnt >= 4) return;
        int[][] temp = rotate(key);
        dfs(temp, lock, cnt+1);
    }
    
    public void check(int[][] key, int[][] lock, int x, int y) {
        if(isOk) return;
        if(y+key.length>lock.length) {
            y=0;
            x++;
        }
        if(x+key.length>lock.length) return;
 
        int[][] copyLock = new int[lock.length][lock.length];
        for(int i=0; i<lock.length; i++) {
            copyLock[i] = lock[i].clone();
        }
 
        boolean isFail = false;
        loop:
            for(int i=0; i<key.length; i++) {
                for(int j=0; j<key.length; j++) {
                    if(key[i][j]==1) {
                        if(copyLock[i+x][j+y]==1) {
                            isFail = true;
                            break loop;
                        }
                        copyLock[i+x][j+y] = key[i][j];
                    }
                }
            }
        if(!isFail) {
            loop:
                for(int i=0; i<lock.length/3; i++) {
                    for(int j=0; j<lock.length/3; j++) {
                        if(copyLock[i+lock.length/3][j+lock.length/3] != 1) {
                            isFail = true;
                            break loop;
                        }
                    }
                }
        }
        if(!isFail) {
            isOk = true;
        }
        check(key, lock, x, y+1);
    }
    
    public int[][] rotate(int [][] key) { //회전
        int len = key.length;
        int[][] temp = new int[len][len];
        for(int i=0; i<len; i++) {
            for(int j=0; j<len; j++) {
                temp[i][j] = key[len-j-1][i];
            }
        }
        return temp;
    }
}