AoC 2021: day 15 solutions

Signed-off-by: Ettore Dreucci <ettore.dreucci@gmail.com>

2021/inputs/day_15

@@ -0,0 +1,100 @@
+6919598227838199913855119231126554696792992136695118448313191841922775524417825151216891429923213541
+9837948917619787189935571922197132977185355128371858691255934311214863828372926993213996998139912118
+9712819911516295249274925911896922213911165843181262181868447395254293349493421938929117229988638933
+2476951876931175825312533142569137931721739713725799446851119715122115753938166842994429692731365577
+3691396937919199853599315812613951281125263711868971256541511653441136543245312424117567151668999674
+9294972854229491498411271321351998983919929272128753711198282397882539157287554149474186951291188213
+1135428214811459993621216218435832221856114139399136248687314682119118892393618575918692412341569411
+2929921158912711182518311271272489732271565129299979967487113812154971756485549913921162939114391994
+5735115881479239217981525718898929221191614222551693914913779439617933359521941311111857328992347824
+1324749414111313198724813856727141934339899617632138746132396173529281922347716643138211113979119317
+3263594941789195782731783751728147419342113519153994137499331274281145119193372917298632271917871525
+5479228191148416221119313323857818519129966727666999721348148577292717477671479138864751785262494159
+7796954213299199792437719283546721912268871561199118418913219166184792518146351339119739123994185981
+9629911853953289553892412891922852724926162185929113819714489559692115112436841311998121591212249911
+2328397217172391111288411918123121111329776726473176893942742194591917882178943718116232271214679483
+8741141538382111791315111111217879577863971972167912427154411516117129128518217911997124249159922143
+1112181727959169888722989121578121121151936427211518922174664147225132238128294879313132991431289481
+3747188357529199195611794131377544398823262189627134618228417441399177613261778632518726968681261168
+2481629985392983495331692197839119129614185425229598989835611557184114492293122195456638299631886877
+9147391211998228191112524911758739341511911573198239147932292971618769152596224169136819211191864121
+5339661183639791381383226488915834355926218173956911914294222986717347842733923158213319912313779114
+5243921116119511826295361157329514912924232445973183228141342999868999739939499749595714929628949881
+1717822297616989111681634446964759597245148141299649442375393616675299961783422585213969182389813979
+9223718278792883969179179831171225547156272493833129568562192687845341671181118782551343181335147329
+2949471233325124981953749291711218145971445981149411417976569225114219698356762679863952545995247124
+5813891161912133536215537881164329141679198579211417483995393171751229139515148551616451451699471962
+9119929859113721717292587192359667211794197356859166313415988219993559879467128483625838972963998323
+3895252513734165951664259349139491161549113632418318988572115611474628679584659333822336264442417161
+1321331549981649293931789932115621285146921639311329258269531211367526813124695472815288349283153957
+9422143143834321616229212182481242959489182311359152235561234325491988881677689362294958313949842287
+2933761954489328463913592166236523429629187282841912685667184712699837199911744132197611144273159928
+9154223693315635418997851912395881642814193154944229782123418943428143338499556944668943742669929821
+7139199155869873192534891585999171659544292341128472349512234761139621941897245995229121715921128221
+6121476298449615119179315279931141828241794783538353767662277163821548137442111115139516117411432154
+2721461614458352311522959322145231893925321191149936561182971937587678991778119969116199785178211249
+2487528361345231828917513711239639891526811157458691118988793531821939487349991122139681411829212122
+8196784988189916854591415361246889241677468137989661782462692224114367584511836128916614929335987963
+1428262253911238199139222239127987864548198367553991618567992112895712539846223268343291112612477881
+4311151291221542315119195139919638851217471142313611628999671999898223151846129413511721416129385444
+9223929419139196512617954741195118176182238863959367576997199569784421619179812898678142615193816961
+3739957281196232999991168188488998188924191959881122119917862162473281529652914854499515417543148211
+1169927398515215962874725929618422947517373431917599117392259119991783219193841762221551623313812112
+1779521141994763421294833117197299835113728789243129423866794976144315588151693917287864658143995545
+1159529199535138199525951914847892791117273918293125411365889356724137416981217218648382141469719663
+1441364449664913814639642968343767978911851669683136385812815592539216123382714745918827782372785978
+6318957234985141489118421889191571779911215699151212991414982923995699851169649235572492514461152781
+7412156483212717161922514861277814977411642186522941564119197181981973336314373991372153411986995122
+8897991112125241713878834617986429813629284553444782988769119316585492828131921114225955339181119115
+7125797134691266318245163258271753447285747349147564189981125236198721219161583235846326176241283216
+9525321171524757914385236188595897464111726911869954146959524288653932322972921175292381219559151292
+3194414111319217199913317211199349199115439486152468914947617154512189983891512878579271819721897263
+2491297212663627482329238221159172168981257191127613528687982291228575192766566677617649837761491989
+1121617881229121329144711662747663125911994277165915132843328895684121414218596361211122111151522917
+1162139629471896711146596151128354981329212568252314552651841992789919922154257915321939255343321996
+8957911396911314198222223175527176652889162319834385792196891372879635461922911398421776885879797419
+7322963541269954962232189653112791497811679512721118141634598993612942952829283995138219829599889896
+1569981859182313594573978911399869123929216923327226499129485126875325886837652725166648848111998112
+1288121399799771382611161143238967371619191852948117758798124866815182266412112994241352156467592687
+9782613685639942816392876435869597448311475929186556881281992238479474821817198267189176811611345259
+8297985291593249832442977492543196751332831189541119469439887728521432991519343374611228237815267521
+4523444992382282221121212292493497226928544945515424945782491119898752191347166219638988944397819329
+1194152129661126528417217522222823524312191626887412455713921129631844996221721711241299731957631929
+1781148994623342655141379243991813598498169894269285915113668982571141718118953985931825748891192931
+7833796895687353814141792216629798237329497911457911619894313529713318488672351472297297179132273189
+9926932996114129354986957691171917584919694139244291829925819193912511541921314292341872312211981115
+2226319158194127721821519888721116941969121519196797413362226317939127758283193749485693516626493951
+3879811393834677889446991895193312948783741921874992118657173911651519457119526249932991374694221158
+3978213824919914931146214425131552342993968699129184834945118939217714393215687129491255112693917989
+2158824391323818951718191147228251313192392116229926329592191642213389282938125431317515594129855892
+2451172759927711235717449878121951114556117149429163518191331765282139179182223474536877622144431352
+2329714311789716815472699771921951445911563498316498268435161242192511134612561842937129461433486692
+9129479162281325294261155111911112642211493851211871231213119335358891917149811789318556889897859341
+3131721472764729312915112753898151151419189179139342154299471832731815961421341134532764798679814835
+2217431514225191812445931219331361111219893144143242969585922236148982273386967781788171191337195416
+1488382763322171811791496513637271436981329581196884183931387898461131393171817212859131421121588819
+3919585217425217131651936339227398135223761428891742188679177616726195628645462878211341521251196219
+1912957445827151319119291131211879781559926431573113691921911897931126976153352174896222328435211744
+8323394392199159213314229519951213933192989466113182874918939393519799992338482811596611494443251292
+9984916453772991188215712124613985265583131698589662217749113142971842194779131373528882783188719171
+3913899817991926921213654613559196179434112197559381516917322458299126529795921728131229913442812145
+5261955321792184295644715972199271318912197112951581231816254223846887618715212638468619569563671225
+9917489994523968382612199487887184382861222418313922422473349162379172311619221982567741824957119114
+9968113457218183711391471141522113356149799928981688713318973119319334121489381212791911983159993251
+5249142618957491198134219822522879839256251251436381811362976119514169213884284373893443751176727125
+2392796498327162272298169491815314812269718889131918964451489919132342117242821633487187151658118395
+2249487296138221889993479576818554862713916146291439161279886228579321318212135384293111391332314217
+8897514868449987835128195533898941832793897879991713214683219511961725984113517647629518912372993316
+1222365183812221239236493126981329745983157171198118191517444419871498512716164392661878952149182524
+4629547769226193136881192975138212468396429891334928131276933521182542469561849129314987648579679814
+4749932538499119949794629935997432846571872718898849574149926819691699199813998733192839462193345835
+9591811516417941413919173999998125925256922487211975464577143226941827972121634167224618848544866381
+1199639929547111431756233793468711319694611716322117618413912797189249351723264174991798896126128931
+9148618989823822894126381717841681947679515811112512179728652138551112276241388773414937399838169113
+2116766171211521721492313143976327275198231584381986141259139981152183551411875421171911111231991471
+9989831137686686132681193914183774211627118849879121936974812614974731981977534928127129133558532219
+4741174282322196153167332691899826553963194736319492127196372119621459827218931141194633228429712327
+8911816487224543464638721721725597897179615822212948111174159112193164482824873198414218689949816972
+9435522297626213549132166931213828698726112979125659542928778787719513418334539737811551126112515196
+7992595817832629549819319199131117919697522116215291142239947517891729618121315294175432217519225146
+1211761163187331332248351681117516631676788555961569685827143481198812137751721875926238173159343258

2021/solutions/day_15.py

@@ -0,0 +1,110 @@
+"""AOC Day 15"""
+
+import pathlib
+import time
+import heapq
+from collections import defaultdict
+from math import inf
+
+TEST_INPUT = """1163751742
+1381373672
+2136511328
+3694931569
+7463417111
+1319128137
+1359912421
+3125421639
+1293138521
+2311944581"""
+
+def read_input(input_path: str) -> str:
+    """take input file path and return a str with the file's content"""
+    with open(input_path, 'r') as input_file:
+        input_data = input_file.read().strip()
+        return input_data
+
+def extract(input_data: str) -> list:
+    """take input data and return the appropriate data structure"""
+    grid = list()
+    for row in input_data.split('\n'):
+        grid.append(list(map(int, row)))
+    return grid
+
+def neighbors(row: int, column: int, height: int, width: int) -> tuple:
+    for inc_row, inc_column in ((1, 0), (-1, 0), (0, 1), (0, -1)):
+        delta_row, delta_column = (row + inc_row, column + inc_column)
+        if 0 <= delta_row < height and 0 <= delta_column < width:
+            yield(delta_row, delta_column)
+
+def dijkstra(grid: list) -> int:
+    h, w = len(grid), len(grid[0])
+    source = (0, 0)
+    destination = (h - 1, w - 1)
+
+    queue = [(0, source)]
+    min_dists = defaultdict(lambda: inf, {source: 0})
+    visited = set()
+
+    while queue:
+        dist, node = heapq.heappop(queue)
+        if node == destination:
+            return dist
+        if node in visited:
+            continue
+        
+        visited.add(node)
+        r, c = node
+        for neighbor in neighbors(r, c, h, w):
+            if neighbor in visited:
+                continue
+            nr, nc = neighbor
+            new_dist = dist + grid[nr][nc]
+            if new_dist < min_dists[neighbor]:
+                min_dists[neighbor] = new_dist
+                heapq.heappush(queue, (new_dist, neighbor))
+    return inf
+
+def part1(grid: list) -> int:
+    """part1 solver take the entries and return the part1 solution"""
+    return dijkstra(grid)[0]
+
+def part2(grid: list) -> int:
+    """part2 solver take the entries and return the part2 solution"""
+    tile_w = len(grid)
+    tile_h = len(grid[0])
+
+    for _ in range(4):
+        for row in grid:
+            tail = row[-tile_w:]
+            row.extend((x + 1) if x < 9 else 1 for x in tail)
+    
+    for _ in range(4):
+        for row in grid[-tile_h:]:
+            row = [(x + 1) if x < 9 else 1 for x in row]
+            grid.append(row)
+
+    return dijkstra(grid)[0]
+
+def test_input_day_15():
+    """pytest testing function"""
+    entries = extract(TEST_INPUT)
+    assert part1(entries) == 40
+    assert part2(entries) == 315
+
+def test_bench_day_15(benchmark):
+    """pytest-benchmark function"""
+    benchmark(main)
+
+def main():
+    """main function"""
+    input_path = str(pathlib.Path(__file__).resolve().parent.parent) + "/inputs/" + str(pathlib.Path(__file__).stem)
+    start_time = time.time()
+    input_data = read_input(input_path)
+    entries = extract(input_data)
+    print("Part 1: %d" % part1(entries))
+    print("Part 2: %d" % part2(entries))
+    end_time = time.time()
+    print("Execution time: %f" % (end_time-start_time))
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()