BOJ 14499 주사위 굴리기(Java)

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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.

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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.

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 복사되고, 칸에 쓰여 있는 수는 0이 된다.

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

• 첫째 줄에 지도의 크기 N, M(1 ≤ N, M ≤ 20)과 주사위를 놓은 곳의 좌표 x, y(0 ≤ x ≤ N-1, 0 ≤ y ≤ M-1)와 명령의 개수 K(1 ≤ K ≤ 1,000)가 주어진다.
• 둘째 줄부터 N개의 줄에 지도에 쓰여 있는 수가 북쪽부터 남쪽까지 차례대로 주어진다. 주사위를 놓은 칸에 쓰여 있는 수는 항상 0이다. 지도의 각 칸에 쓰여 있는 수는 10 미만의 자연수이다.

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

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

코드 설계하기

구현 방법

1. 주사위의 상태를 1차원 배열로 표현
   • dice[6] 배열을 사용하여 주사위의 각 면의 값을 저장
   • dice[0]: 윗면, dice[5]: 바닥면으로 고정
   • 주사위가 굴러갈 때마다 면의 값들을 적절히 회전
2. 주사위 굴리기 구현
   • 동, 서, 남, 북 각 방향으로 굴릴 때마다 주사위 면의 값들이 어떻게 변하는지 구현
   • 각 방향별로 값의 이동을 하드코딩
   • 예: 동쪽으로 굴릴 경우 dice[5] = dice[2]; dice[2] = dice[0]; dice[0] = dice[3]; dice[3] = tmp;
3. 이동 처리
   • 주어진 방향으로 이동 가능한지 확인 (맵 경계 체크)
   • 이동 가능한 경우:
     1. 주사위를 굴림 (면의 값들을 회전)
     2. 윗면의 값을 출력
     3. 이동한 칸의 값이 0이면 주사위 바닥면의 값을 칸에 복사
     4. 0이 아니면 칸의 값을 주사위 바닥면에 복사하고 칸은 0으로 설정

시간 복잡도

• 입력: O(N×M) - 지도의 크기만큼 입력을 받음
• 주사위 굴리기: O(K) - K번의 명령에 대해 각각:
  • 이동 가능 여부 확인: O(1)
  • 주사위 면 회전: O(1)
  • 값 복사: O(1)
  • N, M ≤ 20
  • K ≤ 1,000
• 전체 시간 복잡도: O(N×M + K) = 400 + 1000 = 1400 이므로 충분히 시간 내에 해결 가능

정답 코드 (Java)

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    private static int N, M, x, y, K;
    private static int[][] map;
    private static int[] dice;
    private static StringBuilder sb = new StringBuilder();

    // 방향 순서 : 동, 서, 남, 북
    private static int[] dx = {0, 0, -1, 1};
    private static int[] dy = {1,-1, 0, 0};
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        x = Integer.parseInt(st.nextToken());
        y = Integer.parseInt(st.nextToken());
        K = Integer.parseInt(st.nextToken());

        map = new int[N][M];
        dice = new int[]{0, 0, 0, 0, 0, 0}; // 처음에 모든 면이 0

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }

        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        for (int i = 0; i < K; i++) {
            int dir = Integer.parseInt(st.nextToken());
            move(dir - 1);
        }

        System.out.println(sb);
    }

    private static void move(int dir) {
        // 이동 방향에 따른 이동 후 위치
        int nx = x + dx[dir];
        int ny = y + dy[dir];

        // 바깥으로 이동하려 하는 경우
        if (nx < 0 || nx >= N || ny < 0 || ny >= M) return;

        int tmp = dice[5];

        if (dir == 0){
            // 동
            dice[5] = dice[2];
            dice[2] = dice[0];
            dice[0] = dice[3];
            dice[3] = tmp;
        } else if (dir == 1) {
            // 서
            dice[5] = dice[3];
            dice[3] = dice[0];
            dice[0] = dice[2];
            dice[2] = tmp;
        } else if (dir == 2) {
            // 남
            dice[5] = dice[4];
            dice[4] = dice[0];
            dice[0] = dice[1];
            dice[1] = tmp;
        } else if (dir == 3) {
            // 북
            dice[5] = dice[1];
            dice[1] = dice[0];
            dice[0] = dice[4];
            dice[4] = tmp;
        }

        // 윗면
        sb.append(dice[0]).append("\n");
        x = nx;
        y = ny;

        if (map[x][y] == 0){
            // 주사위 바닥면 -> 지도
            map[x][y] = dice[5];
        }else {
            // 주사위 바닥면 <- 지도
            dice[5] = map[x][y];
            // 지도 값은 0
            map[x][y] = 0;
        }
    }
}