AoC 2021: day 9 solutions

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

2021/inputs/day_09

@@ -0,0 +1,100 @@
+8754399998765678934569897649898767987432123986543213567997681024589763459854327895454567899979876567
+9865989879854578923998789438789656795421013499854101278976542137678954598765456964323456789768995456
+1979879965913569899878679626598947987532194987653232389898756398889865679876587953212457899656789345
+0999767894301346798767568917467898998999989998754343499769877479996986789987678943103998988545999156
+9875658789212457899653498902345789989987978999875454678956998567895397898998789653239899876839878997
+2984545678923498987732497893459898679876867899986568789545459789954298967899898764349768995424456989
+1973123789434589876521256789767986598765458998797678899632349895432109456789909865997659789312349979
+9862012578955678965410345789979895439897346789698989998921234999543212367898919979876545689101298864
+7653223467896799876321235899998754320989477897569099987892545898767323498987898998765435679232987743
+8868434578987899965434345678959965439876568999432129876989656799875456999456997898765323578949896542
+9876545699198978976745676789349878545987679998764598765679767899876567894359876987653214789898785621
+5987676789019567898956897899956989787898989999975987654568978999987879945298765698775623456789654310
+3298798993123458999498969999899996999929497899986798923589989998798989932129854349986737687899794322
+2129899986548899992359356789798765678912345678997976534678999987689999893998743234598898788929876533
+3348998997656789989467969899659978799323567789989998645689999874578999789897654345689949899434987545
+5656987898767899878979899998743989976539678999978909897898979953489987656799765656792125989695997657
+6879876789888989867999789897654599987898989999868912998997567892198986545698976768921014568989898798
+8989865678999876548987678789765679099987899898756793569989998989987665434567897979432123459879789899
+9498654569643987656996545678978789129876989654345679699879899878998543212367998989543456998767689998
+4349865678954598987894323489989899298765678973216789989765679869898664323458999297677679877654568997
+3239876789985699898965412345996998989874567892101234978954398756789775434567893139798899965433699976
+4109987899876987679876103457895987879983459989235349867895987645678996755678921029929989954321788965
+3298998965998976569954323568999876767892598768976798658999876535869899876989432198939767895434567893
+4397899893219987698765454567897965656991698657997899545699965423456789987897543987898956789567789912
+6976976789909998789896566788945694547789987645789999434589876534787895898998659876787645678998992101
+9965865667897899890987989999896983234679876535678998545678987645678974799329969865486536789999543322
+8754323458976899921298991556789975135798765323456987678789999876899753689919899986321017899987678433
+9843212357894567893989632345899989245899986434567898989899876987976974567898798765432128989999989994
+9954301348943656789876546786999895346953497565778949799998764398975965689998659986554534678998998789
+9865412367892347998987697997899765456932987678899235678929865459989878789987643987866545799567897678
+1996537569901456987898989998939876767891299899910123799219876567897999891987654598977656892456789567
+0989987678912367896999878999212987978910123992391234942109998678986579910199799679198787891367993456
+9878999899953567895698767898923498989521345679989349899298769999975437921988978989019898942478902567
+8767899989879789934989656987994989995432656789778997678965459889876556899876567899999999543589323478
+9657789875999892129878549876789879876543467898656789498976797679987987898765456789879987674696534567
+9545678954569954298765432345689756997654578909947992347897987568899898949993234898968698985897647688
+8434567893498765459986321235799842398767678919899743456999876456789789234989148897657569697898798799
+7545798932349876578996410134999921269878789998789654567899765347898698949878956789543454598999899912
+8786899543467987889987821235689543459989899886599995698998654236987567896967899898432123999898965301
+9897999964878998999998642547898654567993998765457889789879764345897678985756789987645239899767993212
+6989989895989979479899753457929865788901989654345679998769865456789799864347999897656798778456789323
+4579876789998768366789876569019879899899876545234567899656976577892987643238998789978989563348995434
+3398765678929854255899989678923989976789985432125678932987987698921098432159876567899765431237896545
+2129654569919867134989999989434599965691096421034789321398999789993298541099965467909876210176989766
+1019993457899773235678998996545699894989297533145895435459799899989987693989876378919986321245678997
+2298789967899654547999997987699989792165987654256789945997689998878998989878987459998765432346799789
+3987679899998765659531986798988777689014598765468899899886599987567899878767898567899878643456789678
+9876545788999878967999994339876566579923459876979956789765498765468998764356789679932989987567994599
+8765434567894989879878789212965452467894567988989245999854329878312349875457898789641094597679999689
+9965325789912399989865678909854321378995678999297457898763219885101256988768949896532123498789878993
+9978412892109989998754567898765210135789789980196568999874598764312345999879235987643435679893467892
+8989523993298678998653278999879321245678999871987979698765679984323679893989123498754545678942378901
+7995436789396545698764345699875432356789498762398989549896893986654598782393234569767657899321999992
+6789545678989434579975456789986743456789219654569991239989921098765697654459945679898968998939889989
+5678967899678924569996567897399865767898999765678989998878932129976798765667897789959979987998775678
+4567898934569319698789978965246978978987878976789679876767893239987899986899939893244598976899654678
+2458979320178998987678989954358989989876767987898789765456789398698912399996547992123497865678943789
+1278965491389987896567898765467999998965656898959898654345678976569699498989956789019986564989654894
+2367896989499896985456789876569878987654548789349999875234567895434578997879899892198765473699879932
+3456789878998765674367898988998767996543237678998998692123458954325678986567798943999654312579989321
+4767898769987654561234567899987856789542123567897987543254569543212349895454687959876543201467898730
+5978997658998963210123679901976545878953234689995498954345678969101998765343456799987875412345679641
+6789899867899654721234569219875634767894645789789599898758789998929876543212345689998964323456789432
+9896799978939875674348678939994323456789656898678988789869899987999987672101234578998765537577997545
+9985989989012987786759789998963213697898767956569876679979989876989899865216795789569876646989798986
+9874578992124598999899899987954325989999998943498865567899879765679766994345678995459987658994679987
+8763469789235789921932999896899476978999989432976543456799854323456954986776899212398799869543456798
+7542345678945699892921298765778999869689976569877331357898763210567893098987942101987689978954569899
+9321234567896798759893987654567897654567897698765210237999895432378932199798994299876579989765678912
+5456347698997987645789199873456789543456998799854325446789976556489653987649789978765467899879889923
+6565456789999765434679297632347997654868949989965436556892989667689769999735699866212345999989999899
+7676567997898652123589986544459899765689939878976787667921998789799898989129789754323456789992345798
+8798678956789843254678987676598798976789898769987898989939879899899987678998998765458578998921959897
+9899989767898764567889998787987687897999797659899969396899965910979876567887999896567699987899899986
+1932199878969975678999989899895456798998678645779954245789874321256975453456789987779789876799799875
+0193998999456989789998776987678347989997576534667895345699765432346965322345678998989998765678678964
+1989897632357899899889645987563239867976434323456987456798976543499876410238789879997897654234567973
+2979789543468921998765439765432153458985321012667896567987997654987654321234894569876789543123457899
+9865698954599893987656023986549012369876432523678987679876889765698766432457943498765679764034598978
+9764567895987759876543234797898137478987675434567898798765679896789879745567892987654567932125899568
+8643786789876545987654345698996546789198786545678979898664589987899987656678979699843457897236789346
+6532345678985432399895456789987857994019897656799567997543468998998998767799764598764598976347895459
+7653567989876531569979967891098968943235998768923456985432377999987549878894643469975689765456789568
+9765678998983210998767898962239979654459999879436569876621456789896432989943012979896799876568998779
+9876789467974329899879999543478989795998987989999978986532567896795321299932199898789899987879999889
+7987994359865439789989397654567899989787895699888899986543478965989432349893989747678989998999899998
+6798987212976798698993298776678999878576996898777789987654567894678943498789767634599878999986788976
+7999876434987977567979999897899898756455989989665568998765678923499854598678954523989769798765667895
+8987987565699765454567896998956796544234769876533457899876789765789767898789763219979945698754656789
+9876598978798754323478965449349897932123456965412345678987892976799899989999854998767824598743445678
+4989499989899998454589986321298989891015569654323456889798901987899989878899969876543213987652134567
+2398989990999997567995975410987677789234698765434568997659213499967879965799989987632101298543245898
+1987679891298997678954986829876566689345689876987678989998994569656567894678998996545212349654456789
+9876566789987898789993497845985434578956890998999799679886989798743459965699987989694393498766567899
+8765465698765699897989598956987316789897921989878954599765678999995998977789896578976989999897878989
+9943344987654987945678999767999402356789549976767893987654569899889897989899765467899878789998989879
+8432123498743495434389899879873212345898798865656899998543654698767786999987674356898765699019698768
+7643234898767894321235789998764325476789897654345788999652123598654645898797543237899654578924569978
+9654655679879985410134567899865445567899986545234567898761024696543234789643210123978976689635678989
+8765678799989876621245789999876786798998765432123456789432123987654345698775431234569987796545689999

2021/solutions/day_09.py

@@ -0,0 +1,101 @@
+"""AOC Day 9"""
+
+import pathlib
+import time
+from collections import deque
+
+TEST_INPUT = """2199943210
+3987894921
+9856789892
+8767896789
+9899965678"""
+
+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) -> tuple:
+    """take input data and return the appropriate data structure"""
+    grid = list()
+    for row in input_data.split('\n'):
+        grid.append(tuple(map(int, row)))
+    return tuple(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 bfs(grid: tuple, row: int, column: int, height: int, width: int) -> set:
+    queue = deque([(row, column)])
+    visited = set()
+
+    while queue:
+        cur_cell = queue.popleft()
+        if cur_cell in visited:
+            continue
+        visited.add(cur_cell)
+        for nr, nc in neighbors(*cur_cell, height, width):
+            if grid[nr][nc] != 9 and (nr, nc) not in visited:
+                queue.append((nr, nc))
+    return visited
+
+def basin_sizes(grid: tuple, height: int, width: int) -> int:
+    visited = set()
+    for r in range(height):
+        for c in range(width):
+            if grid[r][c] != 9 and (r, c) not in visited:
+                basin = bfs(grid, r, c, height, width)
+                visited = visited.union(basin)
+                yield len(basin)
+
+def part1(grid: tuple) -> int:
+    """part1 solver take the entries and return the part1 solution"""
+    h = len(grid)
+    w = len(grid[0])
+    sum = 0
+
+    for r, row in enumerate(grid):
+        for c, cell  in enumerate(row):
+            lowest = True
+            for nr, nc in neighbors(r, c, h, w):
+                if grid[nr][nc] <= cell:
+                    lowest = False
+            if lowest:
+                sum += cell + 1
+    return sum
+
+def part2(grid: tuple) -> int:
+    """part2 solver take the entries and return the part2 solution"""
+    h = len(grid)
+    w = len(grid[0])
+    
+    sizes = sorted(basin_sizes(grid, h, w), reverse=True)
+    return sizes[0]*sizes[1]*sizes[2]
+
+def test_input_day_09():
+    """pytest testing function"""
+    entries = extract(TEST_INPUT)
+    assert part1(entries) == 15
+    assert part2(entries) == 1134
+
+def test_bench_day_09(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()