[구현문제] 자물쇠와 열쇠_2020 카카오 신입 공채

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코딩테스트 연습 - 자물쇠와 열쇠

[문제]

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.

 

[코드]

import java.util.*;

class Solution{
	// 2차원 리스트 90도 회전하기
	public static int[][] rotateMatrixBy90Degree(int[][] a) {
        int n = a.length;
        int m = a[0].length;
        int[][] result = new int[n][m]; // 결과 리스트
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                result[j][n - i - 1] = a[i][j];
            }
        }
        return result;
    }
	// 자물쇠의 중간 부분(실제 입력된 자물쇠 값이 들어있는 부분)이 모두 1인지 확인하는 함수 
	public static boolean check(int[][] newLock) {
        int lockLength = newLock.length / 3;
        for (int i = lockLength; i < lockLength * 2; i++) {
            for (int j = lockLength; j < lockLength * 2; j++) {
                if (newLock[i][j] != 1) {
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
	public boolean solution(int[][] key, int[][] lock) {
        int n = lock.length;
        int m = key.length;
        // 자물쇠의 크기를 기존의 3배로 변환
        int[][] newLock = new int[n * 3][n * 3];
        // 새로운 자물쇠의 중앙 부분에 기존의 자물쇠 넣기
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                newLock[i + n][j + n] = lock[i][j];
            }
        }
		// 0,90,180,270 각 방향에 대해서 검사	
        for (int rotation = 0; rotation < 4; rotation++) {
            key = rotateMatrixBy90Degree(key); // 열쇠 회전
			/*
			 * 변수 x,y를 사용한 2중 for문은 열쇠가 확장한 자물쇠 안에서 이동하기 위한 반복분이다.
			 * 이때 x,y의 범위는 기존 자물쇠의 크키*2 미만이다. 예를들어 기존 자물소의 크기가 3*3라면
			 * 확장한 자물쇠의 크기는 newLock[7][7]이 된다. 이러한 자물쇠 안에서 키 3*3이 이동하려면
			 * 5번만 움직이면 되기 때문에 행,열 둘다 n*2미만 까지 for문을 돌리면 된다. 
			 */
            for (int x = 0; x < n * 2; x++) {
                for (int y = 0; y < n * 2; y++) {
				/*
				 * 변수 i,j를 사용한 2중 for문은 열쇠가 자물쇠 위에서 한번 이동했을때
				 * 모든 열쇠 값들을 자물쇠에 더해주기 위해 사용한 반복문이다.(홈을 메워주기 위함)
				 */
                	for (int i = 0; i < m; i++) {
                        for (int j = 0; j < m; j++) {
                            newLock[x + i][y + j] += key[i][j];
                        }
                    }
                	// 새로운 자물쇠에 열쇠가 정확히 들어 맞는지 검사
                    if (check(newLock)) return true;
						// 열쇠가 맞지 않는다면 다시 회전시켜 검사해야 하기 떄문에 자물쇠에서 열쇠 제거(초기화)
                    for (int i = 0; i < m; i++) {
                        for (int j = 0; j < m; j++) {
                            newLock[x + i][y + j] -= key[i][j];
                        }
                    }
				}
			}
		}
		return false;
	}
}

 

[고찰]

 이 문제의 핵심은 자물쇠의 크기를 확장하는 것이다. 열쇠가 자물쇠의 영역을 벗어나도 홈을 메워 열수 있으면 정답이기 떄문에 자물쇠의 크기를 열쇠와 키가 겹칠수 있을만큼 확장하는 것이 중요하다. 이에 맞춰 2중 for문의 범위 설정도 고려하는 부분이 어려웠다. 유튜브 강의와 다른사람들의 여러 풀이를 참고하여 해결했기 떄문에 여러번의 복습이 필요하다고 생각한다.