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문제 소개
루빅스 큐브는 3×3×3 크기의 퍼즐로, 각 면이 9개의 스티커로 구성되어 있다. 각 면은 고유한 색상을 가지며, 큐브를 회전시켜 모든 면의 색상을 동일하게 만드는 것이 목표이다.
이 문제에서는 풀려 있는 상태의 큐브에서 주어진 회전 명령을 수행한 후, 윗면의 색상을 출력해야 한다. 초기 상태에서 각 면의 색상은 다음과 같다:
- 윗면(U): 흰색(w)
- 아랫면(D): 노란색(y)
- 앞면(F): 빨간색(r)
- 뒷면(B): 주황색(o)
- 왼쪽 면(L): 초록색(g)
- 오른쪽 면(R): 파란색(b)
문제 해결 접근
큐브의 회전은 특정 면을 시계 방향(+) 또는 반시계 방향(-)으로 90도 회전시키는 것이다. 회전을 수행하면 해당 면뿐만 아니라 인접한 면들의 스티커도 변화한다.
따라서, 큐브의 상태를 정확하게 표현하고 회전 명령을 시뮬레이션하는 것이 중요하다. 이를 위해 다음과 같은 단계를 거칩친다:
- 큐브의 상태 표현: 각 면을 9개의 스티커로 표현하여 큐브의 전체 상태를 저장한다.
- 회전 함수 구현: 각 회전 명령에 따라 큐브의 상태를 업데이트하는 함수를 작성한다.
- 회전 명령 처리: 입력으로 주어진 회전 명령을 순서대로 처리한다.
- 결과 출력: 모든 명령을 수행한 후, 윗면의 색상을 출력한다.
큐브의 상태 표현
각 면은 3×3 크기의 스티커로 이루어져 있으므로, 리스트를 사용하여 각 면을 표현한다. 면의 인덱스는 다음과 같이 설정한다:
0 1 2
3 4 5
6 7 8
큐브는 딕셔너리를 사용하여 각 면의 상태를 저장한다.
def init_cube():
cube = {
'U': ['w'] * 9, # 윗면
'D': ['y'] * 9, # 아랫면
'F': ['r'] * 9, # 앞면
'B': ['o'] * 9, # 뒷면
'L': ['g'] * 9, # 왼쪽 면
'R': ['b'] * 9, # 오른쪽 면
}
return cube
회전 함수 구현
회전 함수는 특정 면을 회전시키고, 그에 따라 인접한 면들의 스티커를 교환한다.
1. 면 자체 회전
면을 시계 방향(+)으로 회전하면 스티커의 위치가 다음과 같이 변경된다:
- 새로운 면 상태 = [6, 3, 0, 7, 4, 1, 8, 5, 2]
반시계 방향(-)의 경우:
- 새로운 면 상태 = [2, 5, 8, 1, 4, 7, 0, 3, 6]
def rotate_face(cube, face, direction):
# 면 자체 회전
if direction == '+':
cube[face] = [cube[face][6], cube[face][3], cube[face][0],
cube[face][7], cube[face][4], cube[face][1],
cube[face][8], cube[face][5], cube[face][2]]
else:
cube[face] = [cube[face][2], cube[face][5], cube[face][8],
cube[face][1], cube[face][4], cube[face][7],
cube[face][0], cube[face][3], cube[face][6]]
2. 인접 면 스티커 교환
각 면의 회전 시 영향을 받는 인접 면과 그 인덱스를 정의한다.
adjacent = {
'U': {
'faces': ['B', 'R', 'F', 'L'],
'indices': [[0,1,2], [0,1,2], [0,1,2], [0,1,2]]
},
'D': {
'faces': ['F', 'R', 'B', 'L'],
'indices': [[6,7,8], [6,7,8], [6,7,8], [6,7,8]]
},
'F': {
'faces': ['U', 'R', 'D', 'L'],
'indices': [[6,7,8], [0,3,6], [2,1,0], [8,5,2]]
},
'B': {
'faces': ['U', 'L', 'D', 'R'],
'indices': [[2,1,0], [0,3,6], [6,7,8], [8,5,2]]
},
'L': {
'faces': ['U', 'F', 'D', 'B'],
'indices': [[0,3,6], [0,3,6], [0,3,6], [8,5,2]]
},
'R': {
'faces': ['U', 'B', 'D', 'F'],
'indices': [[8,5,2], [0,3,6], [8,5,2], [8,5,2]]
}
}
인접 면의 스티커를 교환하는 로직을 구현합니다.
def rotate_face(cube, face, direction):
# 면 자체 회전 (위와 동일)
# 인접 면 스티커 교환
faces = adjacent[face]['faces']
indices = adjacent[face]['indices']
if direction == '+':
temp = [cube[faces[3]][i] for i in indices[3]]
for i in range(3, 0, -1):
for j in range(3):
cube[faces[i % 4]][indices[i % 4][j]] = cube[faces[i - 1]][indices[i - 1][j]]
for j in range(3):
cube[faces[0]][indices[0][j]] = temp[j]
else:
temp = [cube[faces[0]][i] for i in indices[0]]
for i in range(3):
for j in range(3):
cube[faces[i]][indices[i][j]] = cube[faces[i + 1]][indices[i + 1][j]]
for j in range(3):
cube[faces[3]][indices[3][j]] = temp[j]
3. 회전 명령 처리 및 결과 출력
입력으로 주어진 회전 명령을 순서대로 처리하고, 최종적으로 윗면의 색상을 출력합니다.
import sys
input = sys.stdin.readline
T = int(input())
for _ in range(T):
n = int(input())
moves = input().split()
cube = init_cube()
for move in moves:
face = move[0]
direction = move[1]
rotate_face(cube, face, direction)
# 윗면 출력
U = cube['U']
print(''.join(U[0:3]))
print(''.join(U[3:6]))
print(''.join(U[6:9]))
코드 구현(Python)
import sys
input = sys.stdin.readline
def init_cube():
cube = {
'U': ['w'] * 9,
'D': ['y'] * 9,
'F': ['r'] * 9,
'B': ['o'] * 9,
'L': ['g'] * 9,
'R': ['b'] * 9,
}
return cube
adjacent = {
'U': {
'faces': ['B', 'R', 'F', 'L'],
'indices': [[0,1,2], [0,1,2], [0,1,2], [0,1,2]]
},
'D': {
'faces': ['F', 'R', 'B', 'L'],
'indices': [[6,7,8], [6,7,8], [6,7,8], [6,7,8]]
},
'F': {
'faces': ['U', 'R', 'D', 'L'],
'indices': [[6,7,8], [0,3,6], [2,1,0], [8,5,2]]
},
'B': {
'faces': ['U', 'L', 'D', 'R'],
'indices': [[2,1,0], [0,3,6], [6,7,8], [8,5,2]]
},
'L': {
'faces': ['U', 'F', 'D', 'B'],
'indices': [[0,3,6], [0,3,6], [0,3,6], [8,5,2]]
},
'R': {
'faces': ['U', 'B', 'D', 'F'],
'indices': [[8,5,2], [0,3,6], [8,5,2], [8,5,2]]
}
}
def rotate_face(cube, face, direction):
# 면 자체 회전
if direction == '+':
cube[face] = [cube[face][6], cube[face][3], cube[face][0],
cube[face][7], cube[face][4], cube[face][1],
cube[face][8], cube[face][5], cube[face][2]]
else:
cube[face] = [cube[face][2], cube[face][5], cube[face][8],
cube[face][1], cube[face][4], cube[face][7],
cube[face][0], cube[face][3], cube[face][6]]
# 인접 면 스티커 교환
faces = adjacent[face]['faces']
indices = adjacent[face]['indices']
if direction == '+':
temp = [cube[faces[3]][i] for i in indices[3]]
for i in range(3, 0, -1):
for j in range(3):
cube[faces[i % 4]][indices[i % 4][j]] = cube[faces[i - 1]][indices[i - 1][j]]
for j in range(3):
cube[faces[0]][indices[0][j]] = temp[j]
else:
temp = [cube[faces[0]][i] for i in indices[0]]
for i in range(3):
for j in range(3):
cube[faces[i]][indices[i][j]] = cube[faces[i + 1]][indices[i + 1][j]]
for j in range(3):
cube[faces[3]][indices[3][j]] = temp[j]
T = int(input())
for _ in range(T):
n = int(input())
moves = input().split()
cube = init_cube()
for move in moves:
face = move[0]
direction = move[1]
rotate_face(cube, face, direction)
# 윗면 출력
U = cube['U']
print(''.join(U[0:3]))
print(''.join(U[3:6]))
print(''.join(U[6:9]))
5373 큐빙 문제 제출 결과
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