[Python - implementation] 14499 주사위 굴리기

📌 문제

크기가 N×M인 지도가 존재한다. 지도의 오른쪽은 동쪽, 위쪽은 북쪽이다. 이 지도의 위에 주사위가 하나 놓여져 있으며, 주사위의 전개도는 아래와 같다. 지도의 좌표는 (r, c)로 나타내며, r는 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, c는 서쪽으로부터 떨어진 칸의 개수이다.

  2
4 1 3
  5
  6

주사위는 지도 위에 윗 면이 1이고, 동쪽을 바라보는 방향이 3인 상태로 놓여져 있으며, 놓여져 있는 곳의 좌표는 (x, y) 이다. 가장 처음에 주사위에는 모든 면에 0이 적혀져 있다.

 

지도의 각 칸에는 정수가 하나씩 쓰여져 있다. 주사위를 굴렸을 때, 이동한 칸에 쓰여 있는 수가 0이면, 주사위의 바닥면에 쓰여 있는 수가 칸에 복사된다. 0이 아닌 경우에는 칸에 쓰여 있는 수가 주사위의 바닥면으로 복사되며, 칸에 쓰여 있는 수는 0이 된다.

 

주사위를 놓은 곳의 좌표와 이동시키는 명령이 주어졌을 때, 주사위가 이동했을 때 마다 상단에 쓰여 있는 값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

 

주사위는 지도의 바깥으로 이동시킬 수 없다. 만약 바깥으로 이동시키려고 하는 경우에는 해당 명령을 무시해야 하며, 출력도 하면 안 된다.

📌 입력

첫째 줄에 지도의 세로 크기 N, 가로 크기 M (1 ≤ N, M ≤ 20), 주사위를 놓은 곳의 좌표 x, y(0 ≤ x ≤ N-1, 0 ≤ y ≤ M-1), 그리고 명령의 개수 K (1 ≤ K ≤ 1,000)가 주어진다.

 

둘째 줄부터 N개의 줄에 지도에 쓰여 있는 수가 북쪽부터 남쪽으로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 주사위를 놓은 칸에 쓰여 있는 수는 항상 0이다. 지도의 각 칸에 쓰여 있는 수는 10 미만의 자연수 또는 0이다.

 

마지막 줄에는 이동하는 명령이 순서대로 주어진다. 동쪽은 1, 서쪽은 2, 북쪽은 3, 남쪽은 4로 주어진다.

📌 출력

이동할 때마다 주사위의 윗 면에 쓰여 있는 수를 출력한다. 만약 바깥으로 이동시키려고 하는 경우에는 해당 명령을 무시해야 하며, 출력도 하면 안 된다.

📌 문제 풀이

👨‍🏫 접근

구현을 잘 해야 하는 문제이다.

 

1. 주사위 원리 파악

일단 이 주사위를 어떻게 구현할지가 고민되었다. 그래서 가상의 주사위를 만들어 각 이동에서 주사위가 어떻게 변하는지 시뮬레이션 해보았다. 예를 들어 아래와 같은 주사위가 있다고 해보자.

 

아래는 위 주사위의 분해도이다.

이렇게 생각하고 이를 1, 2, 3, 4의 순서로 동, 서, 남, 북으로 돌려보면서 각 주사위 값을 변경시켜주면 된다.

 

2. 주사위 회전

 

예를 들어 동쪽으로 주사위를 돌린다고 하면,

왼쪽에서 오른쪽으로 주사위가 변화할 것이다.

 

즉, D0과 D2는 가만히 정지하며, D1은 D5 위치로, D5는 D3위치로, D3은 D4위치로, D4는 D1 위치로 이동한다.

 

3. 주사위 값 변경

이를 모두 고려하여 주사위 값이 어떻게 변경되는지 파악해보면 아래와 같이 변화한다.

if d == 0: # 동쪽으로
    new_dice[1] = dice[4]
    new_dice[3] = dice[5]
    new_dice[4] = dice[3]
    new_dice[5] = dice[1]
elif d == 1: # 서쪽으로
    new_dice[1] = dice[5]
    new_dice[3] = dice[4]
    new_dice[4] = dice[1]
    new_dice[5] = dice[3]
elif d == 2: # 북쪽으로
    new_dice[0] = dice[3]
    new_dice[1] = dice[0]
    new_dice[2] = dice[1]
    new_dice[3] = dice[2]
else: # 남쪽으로
    new_dice[0] = dice[1]
    new_dice[1] = dice[2]
    new_dice[2] = dice[3]
    new_dice[3] = dice[0]

이러한 상황을 구현한 채로 문제를 풀어보자.

👨‍🏫 문제 풀이

📄 전체 코드

import sys
import copy
input = sys.stdin.readline

n, m, x, y, k = map(int, input().split())

graph = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

# 동, 서, 북, 남의 순서
dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [1, -1, 0, 0]

# D1, D2, D3, D4, D5, D6
dice = [0, 0, 0, 0, 0, 0]


def move_direction(d):
    global dice
    new_dice = copy.deepcopy(dice)
    if d == 0:
        new_dice[1] = dice[4]
        new_dice[3] = dice[5]
        new_dice[4] = dice[3]
        new_dice[5] = dice[1]
    elif d == 1:
        new_dice[1] = dice[5]
        new_dice[3] = dice[4]
        new_dice[4] = dice[1]
        new_dice[5] = dice[3]
    elif d == 2:
        new_dice[0] = dice[3]
        new_dice[1] = dice[0]
        new_dice[2] = dice[1]
        new_dice[3] = dice[2]
    else:
        new_dice[0] = dice[1]
        new_dice[1] = dice[2]
        new_dice[2] = dice[3]
        new_dice[3] = dice[0]
    new_dice, dice = dice, new_dice


commands = list(map(int, input().split()))

for com in commands:
    nx = x + dx[com - 1]
    ny = y + dy[com - 1]
    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
        move_direction(com - 1)
        if graph[nx][ny] == 0:
            graph[nx][ny] = dice[3]
        else:
            dice[3] = graph[nx][ny]
            graph[nx][ny] = 0
        print(dice[1])
        x = nx
        y = ny

📄 준비

import sys
import copy
input = sys.stdin.readline

n, m, x, y, k = map(int, input().split())

graph = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

# 동, 서, 북, 남의 순서
dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [1, -1, 0, 0]

# D1, D2, D3, D4, D5, D6
dice = [0, 0, 0, 0, 0, 0]

def move_direction(d):
    global dice
    new_dice = copy.deepcopy(dice)
    if d == 0:
        new_dice[1] = dice[4]
        new_dice[3] = dice[5]
        new_dice[4] = dice[3]
        new_dice[5] = dice[1]
    elif d == 1:
        new_dice[1] = dice[5]
        new_dice[3] = dice[4]
        new_dice[4] = dice[1]
        new_dice[5] = dice[3]
    elif d == 2:
        new_dice[0] = dice[3]
        new_dice[1] = dice[0]
        new_dice[2] = dice[1]
        new_dice[3] = dice[2]
    else:
        new_dice[0] = dice[1]
        new_dice[1] = dice[2]
        new_dice[2] = dice[3]
        new_dice[3] = dice[0]
    new_dice, dice = dice, new_dice

commands = list(map(int, input().split()))

일단 방향 설정이 중요하다. 그래프를 이동하면서 주사위의 밑면과 윗면을 확인해야 하기 때문이다. 그래서 dx와 dy의 순서를 내가 원하는 대로 잘 설정해주어야 한다.

 

여기서는 copy 모듈의 deepcopy 메서드를 사용했다. 왜냐하면, d가 0일 때 즉 동쪽으로 움직일 때, dice[3]에 dice[5] 값을 넣으면 dice[4] 값에는 dice[3]이 아니라 dice[5] 값이 들어가기 때문이다. 그래서 위와 같이 새롭게 dice 리스트를 만들고 스와핑으로 값을 교체하였다.

📄 풀이

for com in commands:
    nx = x + dx[com - 1]
    ny = y + dy[com - 1]
    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
        move_direction(com - 1)
        if graph[nx][ny] == 0:
            graph[nx][ny] = dice[3]
        else:
            dice[3] = graph[nx][ny]
            graph[nx][ny] = 0
        print(dice[1])
        x = nx
        y = ny

주사위가 맵 밖을 벗어나는 경우 이동도 하지 않고 출력을 하지 않아야 한다. 그래서 범위 안에서 움직이는 경우만 고려해준다. 그리고 각 조건을 충족시키도록 코드를 작성한다.

 

밑면이 0인 경우 주사위 밑면에 있는 값을 복사해주고, 그렇지 않다면 주사위 밑면을 맵의 좌표값으로 저장해주고 그 좌표값을 0으로 갱신한다.

 

그러고 나서 윗면의 값을 출력해야 하므로 dice[1] 을 출력했다. 그리고 계속 이동하므로 x, y좌표를 변경시켜준다.

📌 총평

재밌었던 구현 문제. 나름 구현이 어렵지도 않았다. 한 가지 실수한 점은 dx와 dy 값을 순서를 고려하여 잘 작성해줘야 했는데 그러지 못한점이었기 때문에 아쉬웠다.