Iridescent Seraphim

문제: 현민이는 게임 캐릭터가 맵 안에서 움직이는 시스템을 개발 중이다. 캐릭터가 있는 장소는 1 × 1 크기의 정사각형으로 이뤄진 N × M 크기의 직사각형으로, 각각의 칸은 육지 또는 바다이다. 캐릭터는 동서남북 중 한 곳을 바라본다.
맵의 각 칸은 (A, B)로 나타낼 수 있고, A는 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, B는 서쪽으로부터 떨어진 칸의 개수이다. 캐릭터는 상하좌우로 움직일 수 있고, 바다로 되어 있는 공간에는 갈 수 없다.
캐릭터의 움직임을 설정하기 위해 정해놓은 매뉴얼은 이러하다.

현민이는 위 과정을 반복적으로 수행하면서 캐릭터의 움직임에 이상이 있는지 테스트하려고 한다.
매뉴얼에 따라 캐릭터를 이동시킨 뒤에, 캐릭터가 방문한 칸의 수를 출력하는 프로그램을 만드시오.

문제 풀이)

일단 1) 현재 방향에서 왼쪽으로 회전한다고 치면,
북(0) → 서(3) → 남(2) → 동(1) → 북(0)
이걸 코드로 표현하면, 2) 각 방향으로 한 칸 이동할 때 좌표 변화는,
북 → 행 -1
남 → 행 +1
동 → 열 +1
서 → 열 -1
그리고 마지막으로 3) 어떤 칸을 이미 가봤는지 기록하는 방문을 체크해야 한다.
이걸 코드로 해보면,

N, M = map(int, input().split())
A, B, d = map(int, input().split())
map_info = []
for _ in range(N):
    map_info.append(list(map(int, input().split())))
# 북, 동, 남, 서 방향 정의
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]
turn_left = [3, 0, 1, 2]
visited = [[0] * M for _ in range(N)]
visited[A][B] = 1
result = 1
count = 0
while True:
    d = turn_left[d]
    count += 1 # 북동남서 방향으로 1개씩 증가하여 왼쪽으로 회전하면서 이동할 수 있는지 확인
    nx = A + dx[d]
    ny = B + dy[d]
    if visited[nx][ny] == 0 and map_info[nx][ny] == 0: # 방문하지 않은 곳이 육지(0)인 경우에는
        visited[nx][ny] = 1 # 방문 처리
        A, B = nx, ny # 이동
        result += 1 # 이동 횟수 증가
        count = 0 # 회전 횟수 초기화
        continue
    elif count == 4: # 네 방향을 모두 회전했는데도 한 번도 못 간 경우,
        nx = A - dx[d] # 매뉴얼 3번(가본 칸이거나 바다로 되어있는 칸인 경우, 바라보는 방향을 유지한 채로 한칸 뒤로 가고 1단계로 돌아간다.)
        ny = B - dy[d]
        if map_info[nx][ny] == 0: # 뒤로 갈 때, 육지라면 이동하기
            A, B = nx, ny
        else: # 뒤로 갈 때, 바다라면 움직임 멈추기
            break
        count = 0
print(result)

너무 복잡해서 정말 하나하나 이해해 가면서 이해 안되는 부분은 다시 또 ai한테 물어가면서 풀어 냈다!!
매뉴얼을 하나하나 뜯어서 봐야하고 입력 조건과 출력 조건을 생각하면서 해야해서 생각보다 진짜 풀이가 어려웠다.. (난이도가 별 3개중 2개인데 벌써부터 이러면…ㅠㅠㅠㅠ) 그리고 생각보다 너무 긴데 지금까지 이렇게 긴 코드가 없었어서 이게 맞나 하는 의문도 들었다.

그리고 입력 예시를 하나하나 입력해줘야 하는데 거기서 시간이 생각보다 걸리는데 1초안에 되는거 맞나.. 하는 의문도 들긴 하는데….
일단 입력 예시를 준대로 입력해보면 아래처럼 결과가 나온다.

그럼 책에서는 해설을 어떻게 썼는지 보니까

# N, M을 공백으로 구분하여 입력받기
n, m = map(int, input().split())
# 방문한 위치를 저장하기 위한 맵을 생성하여 0으로 초기화
d = [[0] * m for _ in range(n)]
# 현재 캐릭터의 X 좌표, Y 좌표, 방향을 입력받기
x, y, direction = map(int, input().split())
d[x][y] = 1 # 현재 좌표 방문 처리
# 전체 맵 정보를 입력받기
array = []
for i in range(n):
    array.append(list(map(int, input().split())))
# 북, 동, 남, 서 방향 정의
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]
# 왼쪽으로 회전
def turn_left():
    global direction
    direction -= 1
    if direction == -1:
        direction = 3
# 시뮬레이션 시작
count = 1
turn_time = 0
while True:
    # 왼쪽으로 회전
    turn_left() 
    nx = x + dx[direction]
    ny = y + dy[direction]
    # 회전한 이후 정면에 가보지 않은 칸이 존재하는 경우 이동
    if d[nx][ny] == 0 and array[nx][ny] == 0: 
        d[nx][ny] = 1
        x = nx
        y = ny
        count += 1
        turn_time = 0
        continue
    # 회전한 이후 정면에 가보지 않은 칸이 없거나 바다인 경우
    else: 
        turn_time += 1
    # 네 방향 모두 갈 수 없는 경우
    if turn_time == 4: 
        nx = x - dx[direction]
        ny = y - dy[direction]
        # 뒤로 갈 수 있다면 이동하기
        if array[nx][ny] == 0: 
            x = nx
            y = ny
        # 뒤가 바다로 막혀있는 경우
        else: 
            break
        turn_time = 0
# 정답 출력
print(count)

답안 예시 코드가 더 짧을 줄 알았는데 훨씬 더 길고 복잡해 보여서 놀랐지만… 대부분 비슷하긴 했다. 근데 global이 뭔지를 몰라서 찾아봤다.
global은 함수 밖에 있는 변수를 함수 안에서 수정할 때 쓰는거라고 한다.
예를 들면 아래처럼 되겠다.

direction = 0  # 함수 밖에 있는 변수
def turn_left():
    direction -= 1  # ❌ 이러면 에러남! 함수 안에서 밖의 변수 수정 안됨
    
def turn_left():
    global direction  # "밖에 있는 direction 쓸 거야" 선언
    direction -= 1    # ✅ 이제 수정 가능!

그 외에도 내 코드에선 turn_left를 각각 리스트로 [3, 0, 1, 2]로 넣어줬는데 여기서는 turn_left()를 함수로 넣어버렸다. 그리고 나는 count를 썼는데 여기서는 turn_time이라는 걸로 바꿔줬고.. 뭐 이건 변수 이름이니 다를 건 없을 것 같다. 그리고 여기서는 direction -= 1 로 해주고 global을 썼다면, 나는 d = turn_left[d]를 해줘서 turn_left 리스트에서 인덱스로 뽑아내게 만들었다는 게 다르다면 다를까..? 그리고 여기서는 direction 에서 -1씩 빼주는 걸로 왼쪽으로 도는데, 그러다 보니 3을 처리 못해서 if direction == -1이면 direction = 3이라고 따로 더 적어주다보니 해설이 더 복잡해지고 길어진 것 같은데.. 그럼 내 코드가 더 나은거 아닌가 싶기도…?ㅎㅎ;
하여튼, 그래도 global이라는 새로운 코드를 하나 배웠다.
아래는 책에 써 있는 문제 해설이다.

문제 해설: 전형적인 시뮬레이션 문제이다. 삼성전자 공채 코딩 테스트에서 자주 출제되는 대표적인 유형이기도 하다. 별도의 알고리즘이 필요하기보다는 문제에서 요구하는 내용을 오류없이 성실하게 구현만 할 수 있다면 풀 수 있다는 특징이 있다.
다만, 문제가 길고 문제를 바르게 이해하여 소스코드로 옮기는 과정이 간단하지 않다. 따라서 이러한 문제를 잘 풀 수 있도록 반복적인 숙달이 필요하다.
문제 풀이를 위한 중요한 테크닉을 다시 설명하자면, 일반적으로 방향을 설정해서 이동하는 문제 유형에서는 dx, dy라는 별도의 리스트를 만들어 방향을 정하는 것이 효과적이다. 예를 들어 다음의 답안 예시 코드에서는 현재 캐릭터가 북쪽을 바라보고 있을 때는 북쪽으로 이동하기 위해 x와 y의 좌표를 각각 dx[0], dy[0]만큼 더한다. 다시 말해 현재 위치에서 (-1, 0)만큼 이동시키는 것이다. 이처럼 코드를 작성하면, 반복문을 이용하여 모든 방향을 차례대로 확인할 수 있다는 점에서 유용하다. 그리고 답안 예시 코드에서는 리스트 컴프리헨션 문법을 사용해 2차원 리스트를 초기화헀다 (global을 말하는 것 같다.) 파이썬에서 2차원 리스트를 선언할 때는 컴프리헨션을 이용하는 것이 효율적이라는 점을 기억하자. 왼쪽으로 회전하는 함수 turn_left()에서 global 키워드를 사용했는데, 이는 정수형 변수인 direction 변수가 함수 바깥에서 선언된 전역변수이기 때문이다.

이것도 상하좌우를 이해하고 나니 풀이가 좀 복잡하긴 해도 아예 접근을 못할 정도는 아니었던 것 같다.

문제: 행복 왕국의 왕실 정원은 체스판과 같은 8 × 8 좌표 평면이다. 왕실 정원의 특정한 한 칸에 나이트가 서 있다. 나이트는 매우 충성스러운 신하로서 매일 무술을 연마한다.
나이트는 말을 타고 있기 때문에 이동을 할 때는 L자 형태로만 이동할 수 있으며 정원 밖으로는 나갈 수 없다. 나이트는 특정한 위치에서 다음과 같은 2가지 경우로 이동할 수 있다.

이처럼 8 × 8 좌표 평면상에서 나이트의 위치가 주어졌을 때 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수를 출력하는 프로그램을 작성하시오. 이때 왕실의 정원에서 행 위치를 표현할 때는 1부터 8로 표현하며, 열 위치를 표현할 때는 a부터 h로 표현한다.
예를 들어 만약 나이트가 a1에 있을 때 이동할 수 있는 경우의 수는 다음 2가지이다. a1의 위치는 좌표 평면에서 구석의 위치에 해당하며 나이트는 정원의 밖으로는 나갈 수 없기 때문이다.

일단 나이트가 현재 위치에서 이동할 수 있는 방향은 총 8가지이다. L자 이동이므로,
(-2, -1), (-2, 1), (2, -1), (2, 1), (-1, -2), (-1, 2), (1, -2), (1, 2)
이걸 다 충족하되, 체스판 밖으로 나가지 않아야 한다.
그러려면 아래처럼 쓰면 될 것 같다.

input_data = input()
cols = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h"]
rows = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8"]
col = cols.index(input_data[0]) + 1
row = int(input_data[1])
steps = [(1, 2), (1, -2), (-1, 2), (-1, -2), (2, 1), (2, -1), (-2, 1), (-2, -1)]
result = 0
for step in steps:
    new_col = col + step[0]
    new_row = row + step[1]
    if 1 <= new_col <= 8 and 1 <= new_row <= 8:
        result += 1
print(result)

그럼 a1을 넣었을 때 아래와 같은 결과가 나온다.

조금 귀찮긴 하지만 내가 이해할 수 있는 범위는 저 정도였다. 그럼 책에서는 해설을 어떻게 썼는지 보니까

# 현재 나이트의 위치 입력받기
input_data = input()
row = int(input_data[1])
column = int(ord(input_data[0])) - int(ord('a')) + 1
# 나이트가 이동할 수 있는 8가지 방향 정의
steps = [(-2, -1), (-1, -2), (1, -2), (2, -1), (2, 1), (1, 2), (-1, 2), (-2, 1)]
# 8가지 방향에 대하여 각 위치로 이동이 가능한지 확인
result = 0
for step in steps:
    next_row = row + step[0]
    next_column = column + step[1]
    # 해당 위치로 이동이 가능하다면 카운트 증가
    if next_row >= 1 and next_row <= 8 and next_column >= 1 and next_column <= 8:
        result += 1
        
print(result)

ord라는 새로운 코드를 썼는데 찾아보니 ord()는 문자를 아스키코드 숫자(컴퓨터가 이해할 수 있는 숫자?)로 바꿔주는 함수라고 한다. 모든 문자는 컴퓨터 내부에서 숫자로 저장되는데, 알파벳도 마찬가지이다. a부터 순서대로 97, 98, 99로 올라간다고 한다. 그래서 - ord('a')를 해줘서 ‘a’를 기준점으로 삼아서 0부터 시작하게 만들고 +1 해서 1부터 시작하게 맞추는것이다.

문제 해설: 왕실의 나이트 문제는 나이트의 이동 경로를 확인하고, 8 × 8 좌표 평면을 벗어나지 않도록 검사하는 것이다. 나이트는 두 가지 방식으로 이동할 수 있으며, 각 경로에 따라 steps 변수를 설정할 수 있다. 현재 위치에서 이동 경로를 더한 후, 평면 내에 있는지 확인하는 과정을 반복문으로 처리할 수 있다. 또한 입력이 행과 열이 아닌 형태일 경우 예외 처리도 필요하므로 파이썬 문법 훈련이 중요하다.

기존에 상하좌우에서 버벅였는데 확실히 그 관점으로 도입하니 이번 문제는 어렵지 않았다.