[Python] 8. 구현

1. 구현

머릿속에 있는 알고리즘을 소스코드로 바꾸는 과정

• 완전 탐색 : 모든 경우의 수를 주저 없이 다 계산하는 해결 방법
• 시뮬레이션 : 문제에서 제시한 알고리즘을 한 단계씩 차례대로 직접 수행

 

2. 파이썬에서 리스트 크기

대체로 코딩 테스트에서는 128~512MB로 메모리를 제한하는데, 이럴 때는 메모리 제한을 염두해두고 코딩을 해야 한다. 

아래는 우리가 흔히 사용하는 int 자료형의 데이터 개수이다. 

데이터의 개수(리스트의 길이)	메모리 사용량
1,000	약 4KB
1,000,000	약 4MB
10,000,000	약 40KB

파이썬은 다른 언어에 비해 구현상의 복잡도는 낮지만, 데이터 처리량이 많을 때는 꼭 메모리 제한을 고려하자. 

만약, 크기가 1,000 이상인 리스트가 있다면, 메모리 용량 제한으로 풀 수 없게 되는 경우도 있다. 

일반적인 기업의 코딩 테스트 환경에서는 파이썬으로 제출한 코드가 1초에 20,000,000번의 연산을 수행한다고 가정하고 문제를 풀면 실행 시간 제한에 안정적이다. 

 

문제 : 상하좌우

여행가 A는 N Ⅹ N 크기의 정사각형 공간 위에 서 있다. 이 공간은 1 Ⅹ 1 크기의 정사각형으로 나누어져 있다. 가장 왼쪽 위 좌표는 (1, 1)이며, 가장 오른쪽 아래 좌표는 (N, N)에 해당한다. 여행가 A는 상, 하, 좌, 우 방향으로 이동할 수 있으며, 시작 좌표는 항상 (1, 1)이다. 우리 앞에는 여행가 A가 이동할 계획이 적힌 계획서가 놓여 있다. 

계획서에는 하나의 줄에 띄어쓰기를 기준으로 하여 L, R, U, D 중 하나의 문자가 반복적으로 적혀 있다. 각 문자의 의미는 다음과 같다. 

• L : 왼쪽으로 한 칸 이동
• R : 오른쪽으로 한 칸 이동
• U : 위로 한 칸 이동
• D : 아래로 한 칸 이동

이때 여행가 A가 N Ⅹ N 크기의 정사각형 공간을 벗어나는 움직임은 무시된다. 예를 들어 (1, 1)의 위치에서 L 혹은 U를 만나면 무시된다. 다음은 N = 5인 지도와 계획서이다. 

이 경우 6개의 명령에 따라서 여행가가 움직이게 되는 위치는 순서대로 (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 4), (2, 4), (3, 4)이므로, 최종적으로 여행가 A가 도착하게 되는 곳의 좌표는 (3, 4)이다. 다시 말해 3행 4열의 위치에 해당하므로 (3, 4)라고 적는다. 계획서가 주어졌을 때 여행가 A가 최종적으로 도착할 지점의 좌표를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

 

풀이 1)

N = int(input())
plans = list(map(str, input().split()))
X, Y = 1, 1

for i in plans:
    if i == 'L' and Y > 1:
        Y -= 1
    elif i == 'R' and Y < N:
        Y += 1
    elif i == 'U' and X > 1:
        X -= 1
    elif i == 'D' and X < N:
        X += 1

print(X, Y)

 

풀이 2)

N = int(input())
plans = input().split()
X, Y = 1, 1

# L, R, U, D에 따른 이동 방향
dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [-1, 1, 0, 0]
move_types = ['L', 'R', 'U', 'D']

# 이동 계획을 하나씩 확인
for plan in plans:
    # 이동 후 좌표 구하기
    for i in range(len(move_types)):
        if plan == move_types[i]:
            nx = X + dx[i]
            ny = Y + dy[i]
    # 공간을 벗어나는 경우 무시
    if nx < 1 or ny < 1 or nx > N or ny > N:
        continue
    # 이동 수행
    X, Y = nx, ny

print(X, Y)

 

 

문제 : 시각

정수 N이 입력되면 00시 00분 00초부터 N시 59분 59초까지의 모든 시각 중에서 3이 하나라도 포함되는 모든 경우의 수를 구하는 프로그램을 작성하시오. 예를 들어 1을 입력했을 때 다음은 3이 하나라도 포함되어 있으므로 세어야 하는 시각이다. 

• 00시 00분 03초
• 00시 13분 30초

반면에 다음은 3이 하나도 포함되어 있지 않으므로 세면 안 되는 시각이다. 

• 00시 02분 55초
• 01시 27분 45초

풀이)

h = int(input())
count = 0

for i in range(h+1):
    for j in range(60):
        for k in range(60):
            # 매 시각 안에 '3'이 포함되어 있다면 카운트 증가
            if '3' in str(i) + str(j) + str(k):
                count += 1

print(count)

 

 

문제 : 왕실의 나이트

행복 왕국의 왕실 정원은 체스판과 같은 8 Ⅹ 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. 

1. 수평으로 두 칸 이동한 뒤에 수직으로 한 칸 이동하기
2. 수직으로 두 칸 이동한 뒤에 수평으로 한 칸 이동하기 

이처럼 8 Ⅹ 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. 

1. 오른쪽으로 두 칸 이동 후 아래로 한 칸 이동하기(c2)
2. 아래로 두 칸 이동 후 오른쪽으로 한 칸 이동하기(b3)

또 다른 예로 나이트가 c2에 위치해 있다면 나이트가 이동할 수 있는 경우의 수는 6가지이다. 이건 직접 계산해보시오.

 

풀이 1)

data = input()
column = int(chr(ord(data[0]) - 48))
row = int(data[1])

dx = [-2, -2, 2, 2, -1, 1, -1, 1]
dy = [-1, 1, -1, 1, -2, -2, 2, 2]
count = 0

for i in range(8):
    nx = column + dx[i]
    ny = row + dy[i]
    # 공간을 벗어나는 경우 무시
    if nx > 0 and ny > 0 and nx <= 8 and ny <= 8:
        count += 1

print(count)

 

풀이 2)

# 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:
    # 이동하고자 하는 위치 확인
    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)

 

 

문제 : 게임 개발

현민이는 게임 캐릭터가 맵 안에서 움직이는 시스템을 개발 중이다. 캐릭터가 있는 장소는 1 Ⅹ 1 크기의 정사각형으로 이뤄진 N Ⅹ 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 정해 놓은 메뉴얼은 이러하다. 

1. 현재 위치에서 현재 방향을 기준으로 왼쪽 방향(반시계 방향으로 90도 회전한 방향)부터 차례대로 갈 곳을 정한다. 
2. 캐릭터의 바로 왼쪽 방향에 아직 가보지 않은 칸이 존재한다면, 왼쪽 방향으로 회전한 다음 왼쪽칸으로 한 칸을 전진한다. 왼쪽 방향에 가보지 않은 칸이 없다면, 왼쪽 방향으로 회전만 수행하고 1단계로 돌아간다. 
3. 만약 네 방향 모두 이미 가본 칸이거나 바다로 되어 있는 칸인 경우에는, 바라보는 방향을 유지한 채로 한칸 뒤로 가고 1단계로 돌아간다. 단, 이때 뒤쪽 방향이 바다인 칸이라 뒤로 갈 수 없는 경우에는 움직임을 멈춘다. 

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

 

풀이)

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)

 

 

 

'이것이 코딩테스트다'를 읽고 공부한 내용을 바탕으로 작성하였습니다.