[Implementation] 이코테 “자물쇠와 열쇠” Python 풀이

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.

제한 사항

• 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.
  • 이때 0은 홈 부분, 1은 돌기 부분을 나타냅니다.

입출력 예시

key
[[0, 0, 0], [1, 0, 0], [0, 1, 1]]

lock
[[1, 1, 1], [1, 1, 0], [1, 0, 1]]

result
true

풀이

• 자물쇠 리스트의 크기를 3배 이상으로 변경
  • 열쇠는 자물쇠 리스트의 영역을 벗어나도 괜찮기 때문에,
  • 완전 탐색을 수월하게 진행하기 위해, 자물쇠 리스트의 크기를 확장함
• 열쇠를 회전한 뒤, 자물쇠 리스트의 왼쪽 위부터 순서대로 탐색을 시작
  • 오른쪽으로 한 칸씩 이동하며, 마지막 칸까지 확인한 이후엔 아래 칸으로 이동
  • 탐색을 진행하며, 열쇠 리스트가 확장된 자물쇠 중간의 홈을 채울 수 있는지 확인
    • 자물쇠 리스트에 열쇠 리스트의 값을 더했을 때, 확장된 자물쇠 중간의 모든 값이 1인지를 확인
  • 현재 열쇠로 자물쇠 리스트 탐색을 끝냈다면, 열쇠를 회전한뒤, 다시 탐색
• 이때, 2차원 리스트를 90도 회전하는 함수와 자물쇠의 중간 부분이 모두 1인지 확인하는 함수를 별도로 사용함

예제 코드

# https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60059

# 2차원 리스트 90도 회전하기
def rotate_a_matrix_by_90_degree(a):
    n = len(a) # 행 길이 계산
    m = len(a[0]) # 열 길이 계산
    result = [[0] * n for _ in range(m)] # 회전된 결과 리스트
    # 모든 요소값을 90도 회전
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            result[j][n - i - 1] = a[i][j]
    return result

# 자물쇠의 홈부분이 모두 1로 채워졌는지 확인
def check(new_lock):
    for i in range(len(new_lock)//3, (len(new_lock)//3)*2):
        for j in range(len(new_lock)//3, (len(new_lock)//3)*2):
            if new_lock[i][j] != 1:
                return False
    return True

def solution(key, lock):
    # 자물쇠의 크기 측정
    n = len(lock)
    # 열쇠의 크기 측정
    m = len(key)
    # 자물쇠의 크기 확장
    new_lock = [[0]*(n*3) for _ in range(n*3)]

    # 새로운 자물쇠의 중앙 부분에 기존의 자물쇠 넣기
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            new_lock[i+n][j+n] = lock[i][j]

    # 열쇠를 회전한 뒤, 해당 열쇠로 자물쇠를 탐색하며, 이를 반복함
    for _ in range(4):
        # 열쇠 회전
        key = rotate_a_matrix_by_90_degree(key)

        for i in range(n*2):
            for j in range(n*2):
                # 자물쇠에 열쇠 채우기
                for k in range(m):
                    for l in range(m):
                        new_lock[i+k][j+l] += key[k][l]

                # 자물쇠의 홈부분이 모두 1로 채워졌는지 확인
                if (check(new_lock) == True):
                    return True

                # 자물쇠에서 열쇠 다시 빼기
                for k in range(m):
                    for l in range(m):
                        new_lock[i+k][j+l] -= key[k][l]

    return False

참고

• 이것이 취업을 위한 코딩 테스트다. with python