[Java] Lv.2 혼자서 하는 틱택토

문제

문제 설명
틱택토는 두 사람이 하는 게임으로 처음에 3x3의 빈칸으로 이루어진 게임판에 선공이 "O", 
후공이 "X"를 번갈아가면서 빈칸에 표시하는 게임입니다. 

가로, 세로, 대각선으로 3개가 같은 표시가 만들어지면 같은 표시를 만든 사람이 승리하고
게임이 종료되며 9칸이 모두 차서 더 이상 표시를 할 수 없는 경우에는 무승부로 게임이 종료됩니다.

할 일이 없어 한가한 머쓱이는 두 사람이 하는 게임인 틱택토를 다음과 같이 혼자서 하려고 합니다.

혼자서 선공과 후공을 둘 다 맡는다.
틱택토 게임을 시작한 후 "O"와 "X"를 혼자서 번갈아 가면서 표시를 하면서 진행한다.

틱택토는 단순한 규칙으로 게임이 금방 끝나기에 머쓱이는 한 게임이 종료되면 
다시 3x3 빈칸을 그린 뒤 다시 게임을 반복했습니다. 

그렇게 틱택토 수 십 판을 했더니 
머쓱이는 게임 도중에 다음과 같이 규칙을 어기는 실수를 했을 수도 있습니다.

"O"를 표시할 차례인데 "X"를 표시하거나 반대로 "X"를 표시할 차례인데 "O"를 표시한다.
선공이나 후공이 승리해서 게임이 종료되었음에도 그 게임을 진행한다.
게임 도중 게임판을 본 어느 순간 머쓱이는 본인이 실수를 했는지 의문이 생겼습니다. 
혼자서 틱택토를 했기에 게임하는 과정을 지켜본 사람이 없어 이를 알 수는 없습니다.

그러나 게임판만 봤을 때 실제로 틱택토 규칙을 지켜서 진행했을 때 
나올 수 있는 상황인지는 판단할 수 있을 것 같고 문제가 없다면 게임을 이어서 하려고 합니다.

머쓱이가 혼자서 게임을 진행하다 의문이 생긴 틱택토 게임판의 정보를 담고 있는 
문자열 배열 board가 매개변수로 주어질 때, 
이 게임판이 규칙을 지켜서 틱택토를 진행했을 때 나올 수 있는 게임 상황이면 1을
아니라면 0을 return 하는 solution 함수를 작성해 주세요.

제한사항
board의 길이 = board[i]의 길이 = 3
board의 원소는 모두 "O", "X", "."으로만 이루어져 있습니다.
board[i][j]는 i + 1행 j + 1열에 해당하는 칸의 상태를 나타냅니다.
"."은 빈칸을, "O"와 "X"는 해당 문자로 칸이 표시되어 있다는 의미입니다.

문제 풀이

우선 번갈아가면서 진행하기 때문에 두 문자의 갯수 차이가 0~1을 벗어날 수가 없다.

또한 O가 선공이기 때문에 X의 수가 O를 넘길 수 없음을 알아야한다.

이걸 기반으로 아래 4 경우를 확인한다.

1. 두 문자 모두 라인이 만들어질 경우

2. O만 만들어질 경우

3. X만 만들어질 경우

4. 둘 다 만들어지지 않을 경우

 

1번의 경우 하나가 완성될 경우 종료되기 때문에 불가능하다.

2번의 경우 X의 수가 O의 수보다 같아 질 수 없다.

3번의 경우 X의 수가 O의 수와 같아야한다.

4번의 경우는 가능한 경우의 수 뿐이다.

 

위의 규칙을 이용하여 BFS 형태로 문제를 풀이한다.

자바 코드

import java.util.*;

class Solution {
    private final int[] dx = {-1, 1, 0, 0, -1, 1, 1, -1};
    private final int[] dy = {0, 0, -1, 1, -1, 1, -1, 1};

    private int n;
    
    private class Node{
        int x, y, d, len;

        Node(int x, int y, int d, int len){
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.d = d; // 방향
            this.len = len; // 길이
        }
    }
    
    public int solution(String[] board) {
        int answer = -1;
        
         n = board.length;
        
        // O와 X의 개수 파악
        int countO = 0;
        int countX = 0;
        for(int i = 0; i < board.length; i++){
            for(int j = 0; j < board[i].length(); j++){
                char c = board[i].charAt(j);
                
                if(c == 'O')
                    countO++;
                else if(c == 'X')
                    countX++;
                    
            }
        }
        
        // 두 문자의 갯수는 무조건 1개 이하로 차이 나야한다.
        if(countO - countX <= 1 && countO - countX >= 0){
            // 두 문자의 갯수가 2개 이하일 경우엔 가능한 경우의 수 뿐이다.
            if(countO <= 2 && countX <=2){
                answer = 1;
            }else{ // 하나라도 한 줄이 완성됬을 경우
                boolean[][] visited = new boolean[n][n];
                // 각 문자의 직선 생성 여부
                boolean oLine = false;
                boolean xLine = false;

                // bfs를 통해 직선 확인
                for(int i = 0; i < n; i++){
                    for(int j = 0; j < n; j++){
                        if(!visited[i][j]){
                            if(board[i].charAt(j) == 'O'){
                                if(!oLine) oLine = isLine(board, visited, 'O', i, j);
                            } else if(board[i].charAt(j) == 'X'){
                                if(!xLine) xLine = isLine(board, visited, 'X', i, j);
                            }
                        }
                    }
                }
                
                if(oLine && xLine){ // 1. 하나의 직선이 만들어지면 게임이 종료되기 때문에 불가능하다.
                    answer = 0;
                }else if(oLine){ // 2. 'O'의 직선만 만들어질 때
                    // 선공이 'O'이기 때문에, X와 개수가 같아질 수 없다.
                    if(countO == countX){
                        answer = 0;
                    }else{
                        answer = 1;
                    }
                }else if(xLine){ // 3. 'X'의 직선만 만들어질 때
                    // 'X'는 후공이기 때문에, O의 개수와 같아야 한다.
                    if(countO > countX){
                        answer = 0;
                    }else{
                        answer = 1;
                    }
                } else { // 4. 직선이 만들어지지 않을 때
                    answer = 1;
                }
            }
        }else{
            answer = 0;
        }
        
        return answer;
    }
    
    private boolean isLine(String[] board, boolean[][] visited, char c, int x, int y){
        Queue<Node> q = new LinkedList<>();
        q.add(new Node(x, y, -1, 1));

        while(!q.isEmpty()){
            Node cn = q.poll();

            // 길이가 3인 직선이 만들어질 때
            if(cn.len == 3){
                return true;
            }

            for(int i=0; i<8; i++){
                int nx = cn.x + dx[i];
                int ny = cn.y + dy[i];

                // 게임판 범위를 벗어나거나, 문자가 다르거나, 방문한 적이 있으면 스킵
                if(!inRange(nx, ny) || board[nx].charAt(ny) != c || visited[nx][ny]){
                    continue;
                }

                // 직선이 되기 위해서는 같은 방향이여야 함
                if(cn.d == -1 || cn.d == i){
                    q.add(new Node(nx, ny, i, cn.len + 1));
                }
            }

        }
        return false;
    }

    private boolean inRange(int x, int y){
        return (x >= 0 && y >= 0 && x < n && y < n);
    }
}