백준 18111번 마인크래프트 - Python

문제

팀 레드시프트는 대회 준비를 하다가 지루해져서 샌드박스 게임인 ‘마인크래프트’를 켰다. 마인크래프트는 1 × 1 × 1(세로, 가로, 높이) 크기의 블록들로 이루어진 3차원 세계에서 자유롭게 땅을 파거나 집을 지을 수 있는 게임이다.

목재를 충분히 모은 lvalue는 집을 짓기로 하였다. 하지만 고르지 않은 땅에는 집을 지을 수 없기 때문에 땅의 높이를 모두 동일하게 만드는 ‘땅 고르기’ 작업을 해야 한다.

lvalue는 세로 N, 가로 M 크기의 집터를 골랐다. 집터 맨 왼쪽 위의 좌표는 (0, 0)이다. 우리의 목적은 이 집터 내의 땅의 높이를 일정하게 바꾸는 것이다. 우리는 다음과 같은 두 종류의 작업을 할 수 있다.

1. 좌표 (i, j)의 가장 위에 있는 블록을 제거하여 인벤토리에 넣는다.
2. 인벤토리에서 블록 하나를 꺼내어 좌표 (i, j)의 가장 위에 있는 블록 위에 놓는다.

1번 작업은 2초가 걸리며, 2번 작업은 1초가 걸린다. 밤에는 무서운 몬스터들이 나오기 때문에 최대한 빨리 땅 고르기 작업을 마쳐야 한다. ‘땅 고르기’ 작업에 걸리는 최소 시간과 그 경우 땅의 높이를 출력하시오.

단, 집터 아래에 동굴 등 빈 공간은 존재하지 않으며, 집터 바깥에서 블록을 가져올 수 없다. 또한, 작업을 시작할 때 인벤토리에는 B개의 블록이 들어 있다. 땅의 높이는 256블록을 초과할 수 없으며, 음수가 될 수 없다.

입력

첫째 줄에 N, M, B가 주어진다. (1 ≤ M, N ≤ 500, 0 ≤ B ≤ 6.4 × 107)

둘째 줄부터 N개의 줄에 각각 M개의 정수로 땅의 높이가 주어진다. (i + 2)번째 줄의 (j + 1)번째 수는 좌표 (i, j)에서의 땅의 높이를 나타낸다. 땅의 높이는 256보다 작거나 같은 자연수 또는 0이다.

 

출력

첫째 줄에 땅을 고르는 데 걸리는 시간과 땅의 높이를 출력하시오. 답이 여러 개 있다면 그중에서 땅의 높이가 가장 높은 것을 출력하시오.

예제 입력 1

3 4 99
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 1

예제 출력 1

2 0

맨 오른쪽 아래의 블록을 제거하면 모두 높이가 0으로 고른 상태가 된다. 따라서 블럭을 한 번 제거하는 시간 2초가 소요된다.

예제 입력 2

3 4 1
64 64 64 64
64 64 64 64
64 64 64 63

예제 출력 2

1 64

 

인벤토리에 블록이 하나 있기 때문에, 맨 오른쪽 아래에 블록을 하나 채우면 된다.

예제 입력 3

3 4 0
64 64 64 64
64 64 64 64
64 64 64 63

예제 출력 3

22 63

인벤토리가 비어 있기 때문에, 맨 오른쪽 아래를 제외한 모든 좌표에서 블록을 하나씩 제거해야 한다.

 

위 문제를 접근하는데 있어서 브루트포스로 해결해야 했습니다. 

브루트포스의 뜻처럼 무식하게 모든 것을 다 해보는 것입니다. 그래서 전체를 다 돌면서 각 층에서 전체 땅에 파야할 땅과 쌓아야 할 땅의 수를 파악하여 가장 최소의 시간이 걸리는 곳을 찾습니다.

 

문제를 해결한 연산 파트는 동일하되 문제의 정답을 표현하기 위한 부분을 달리해서 문제를 2번 풀어봤습니다. 

 

max()함수를 활용하여 큰 값만을 저장하도록 한 방식

import math
import sys

N, M, B = map(int, sys.stdin.readline().strip().split())
problemList = [[*map(int, sys.stdin.readline().strip().split())] for _ in range(N)]
inventoryMineral = B
caveMineral = 0
needMineral = 0
elapsedTime = 0

ansTime = math.inf
ansFloor = -1
for floor in range(256):
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            if problemList[i][j] >= floor:
                caveMineral += problemList[i][j] - floor
            else:
                needMineral += floor - problemList[i][j]

    if needMineral > inventoryMineral + caveMineral:  # 해당 층으로는 고르게 할 수 없음
        continue

    elapsedTime = caveMineral * 2 + needMineral * 1
    ansTime = min(ansTime, elapsedTime)
    if elapsedTime == ansTime:
        ansFloor = floor

    # 순회 전 초기화 코드
    elapsedTime = 0
    caveMineral = 0
    needMineral = 0

print(ansTime,ansFloor)

 

list에 후보군 층과 시간들을 집어넣고서 sorting을 통해서 1순위에 해당하는 값만을 출력하는 방식

import sys

N, M, B = map(int, sys.stdin.readline().strip().split())
problemList = [[*map(int, sys.stdin.readline().strip().split())] for _ in range(N)]
inventoryMineral = B
caveMineral = 0
needMineral = 0
elapsedTime = 0

ansCandidate = []

for floor in range(256):
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            if problemList[i][j] >= floor:
                caveMineral += problemList[i][j] - floor
            else:
                needMineral += floor - problemList[i][j]

    if needMineral > inventoryMineral + caveMineral:  # 해당 층으로는 고르게 할 수 없음
        continue

    elapsedTime = caveMineral * 2 + needMineral * 1
    ansCandidate.append((elapsedTime, floor))

    # 순회 전 초기화 코드
    elapsedTime = 0
    caveMineral = 0
    needMineral = 0

ans = sorted(ansCandidate, key=lambda x: (x[0], -x[1]))
print(ans[0][0], ans[0][1])

 

위 두 문제는 백준에서 Python3로는 시간초과가 발생합니다. Python3 자체가 무겁고 실행하는 동작에 느린 부분이 있어서 그렇습니다. 대신 PyPy를 이용하면 정답처리가 됩니다

"PyPy"라는 용어는 파이썬 인터프리터의 대안 구현체 중 하나입니다. PyPy는 Just-In-Time 컴파일러를 사용하여 파이썬 코드를 실행하므로, 일반적으로 CPython보다 더 빠른 실행 속도를 제공합니다. 그래서 PyPy를 이용하여 해결이 가능합니다.