Day 16 solutions

Cadiac · Dec 16, 2023 · 30b523c · 30b523c
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diff --git a/aoc-solver/src/y2023/day16.rs b/aoc-solver/src/y2023/day16.rs
@@ -0,0 +1,218 @@
+use std::collections::HashSet;
+
+use itertools::Itertools;
+
+use crate::solution::{AocError, Solution};
+
+pub struct Day16;
+
+#[derive(Clone)]
+enum Tile {
+    Empty,
+    Mirror(char),
+    Splitter(char),
+}
+
+#[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
+enum Direction {
+    North,
+    East,
+    South,
+    West,
+}
+
+type Grid = Vec<Vec<Tile>>;
+
+fn parse(input: &str) -> Result<(Grid, usize, usize), AocError> {
+    let grid: Grid = input
+        .trim()
+        .lines()
+        .map(|line| {
+            line.chars()
+                .map(|tile| match tile {
+                    '.' => Ok(Tile::Empty),
+                    '/' | '\\' => Ok(Tile::Mirror(tile)),
+                    '|' | '-' => Ok(Tile::Splitter(tile)),
+                    _ => Err(AocError::parse(tile, "Unexpected symbol")),
+                })
+                .try_collect()
+        })
+        .try_collect()?;
+
+    let height = grid.len();
+    let width = grid
+        .first()
+        .map(|row| row.len())
+        .ok_or(AocError::parse(input, "Empty input?"))?;
+
+    Ok((grid, height, width))
+}
+
+impl Solution for Day16 {
+    type A = usize;
+    type B = usize;
+
+    fn default_input(&self) -> &'static str {
+        include_str!("../../../inputs/2023/day16.txt")
+    }
+
+    fn part_1(&self, input: &str) -> Result<usize, AocError> {
+        let (grid, height, width) = parse(input)?;
+        let count = energize(width, height, &grid, (0, 0, Direction::East))?;
+
+        Ok(count)
+    }
+
+    fn part_2(&self, input: &str) -> Result<usize, AocError> {
+        let (grid, height, width) = parse(input)?;
+
+        let mut max_energized = 0;
+
+        for x in 0..width {
+            let count = energize(width, height, &grid, (x as isize, 0, Direction::South))?;
+            max_energized = usize::max(max_energized, count);
+
+            let count = energize(
+                width,
+                height,
+                &grid,
+                (x as isize, height as isize - 1, Direction::North),
+            )?;
+            max_energized = usize::max(max_energized, count);
+        }
+
+        for y in 0..height {
+            let count = energize(width, height, &grid, (0, y as isize, Direction::East))?;
+            max_energized = usize::max(max_energized, count);
+
+            let count = energize(
+                width,
+                height,
+                &grid,
+                (width as isize - 1, y as isize, Direction::West),
+            )?;
+            max_energized = usize::max(max_energized, count);
+        }
+
+        Ok(max_energized)
+    }
+}
+
+fn energize(
+    width: usize,
+    height: usize,
+    grid: &[Vec<Tile>],
+    entry: (isize, isize, Direction),
+) -> Result<usize, AocError> {
+    let mut beams = vec![entry];
+    let mut seen: HashSet<(isize, isize, Direction)> = HashSet::new();
+
+    while let Some((x, y, direction)) = beams.pop() {
+        if x >= 0
+            && y >= 0
+            && (x as usize) < width
+            && (y as usize) < height
+            && seen.insert((x, y, direction))
+        {
+            match grid[y as usize][x as usize] {
+                Tile::Empty => {
+                    match direction {
+                        Direction::North => beams.push((x, y - 1, direction)),
+                        Direction::East => beams.push((x + 1, y, direction)),
+                        Direction::South => beams.push((x, y + 1, direction)),
+                        Direction::West => beams.push((x - 1, y, direction)),
+                    };
+                }
+                Tile::Mirror(mirror) => {
+                    match (mirror, direction) {
+                        ('/', Direction::South) => beams.push((x - 1, y, Direction::West)),
+                        ('/', Direction::North) => beams.push((x + 1, y, Direction::East)),
+                        ('/', Direction::East) => beams.push((x, y - 1, Direction::North)),
+                        ('/', Direction::West) => beams.push((x, y + 1, Direction::South)),
+
+                        ('\\', Direction::South) => beams.push((x + 1, y, Direction::East)),
+                        ('\\', Direction::North) => beams.push((x - 1, y, Direction::West)),
+                        ('\\', Direction::East) => beams.push((x, y + 1, Direction::South)),
+                        ('\\', Direction::West) => beams.push((x, y - 1, Direction::North)),
+
+                        _ => return Err(AocError::parse(mirror, "Unexpected mirror")),
+                    };
+                }
+                Tile::Splitter(splitter) => {
+                    match (splitter, direction) {
+                        ('|', Direction::South) => beams.push((x, y + 1, direction)),
+                        ('|', Direction::North) => beams.push((x, y - 1, direction)),
+                        ('|', _) => {
+                            beams.push((x, y - 1, Direction::North));
+                            beams.push((x, y + 1, Direction::South));
+                        }
+
+                        ('-', Direction::East) => beams.push((x + 1, y, direction)),
+                        ('-', Direction::West) => beams.push((x - 1, y, direction)),
+                        ('-', _) => {
+                            beams.push((x + 1, y, Direction::East));
+                            beams.push((x - 1, y, Direction::West));
+                        }
+
+                        _ => return Err(AocError::parse(splitter, "Unexpected splitter")),
+                    };
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    let energized: HashSet<(isize, isize)> = seen.into_iter().map(|(x, y, _)| (x, y)).collect();
+
+    Ok(energized.len())
+}
+
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn it_solves_part1_example() {
+        assert_eq!(
+            Day16.part_1(
+                [
+                    r".|...\....",
+                    r"|.-.\.....",
+                    r".....|-...",
+                    r"........|.",
+                    r"..........",
+                    r".........\",
+                    r"..../.\\..",
+                    r".-.-/..|..",
+                    r".|....-|.\",
+                    r"..//.|...."
+                ]
+                .join("\n")
+                .as_str()
+            ),
+            Ok(46)
+        );
+    }
+
+    #[test]
+    fn it_solves_part2_example() {
+        assert_eq!(
+            Day16.part_2(
+                [
+                    r".|...\....",
+                    r"|.-.\.....",
+                    r".....|-...",
+                    r"........|.",
+                    r"..........",
+                    r".........\",
+                    r"..../.\\..",
+                    r".-.-/..|..",
+                    r".|....-|.\",
+                    r"..//.|...."
+                ]
+                .join("\n")
+                .as_str()
+            ),
+            Ok(51)
+        );
+    }
+}
diff --git a/aoc-solver/src/y2023/mod.rs b/aoc-solver/src/y2023/mod.rs
@@ -15,8 +15,9 @@ pub mod day12;
 pub mod day13;
 pub mod day14;
 pub mod day15;
+pub mod day16;
 
-pub const MAX_DAYS: u8 = 15;
+pub const MAX_DAYS: u8 = 16;
 
 pub struct Y2023;
 
@@ -38,6 +39,7 @@ impl Solver for Y2023 {
             13 => day13::Day13.run(input, 13, 2023),
             14 => day14::Day14.run(input, 14, 2023),
             15 => day15::Day15.run(input, 15, 2023),
+            16 => day16::Day16.run(input, 16, 2023),
             _ => vec![String::from("Solution not implemented (yet?)")],
         }
     }
@@ -70,6 +72,7 @@ impl Solver for Y2023 {
             13 => include_str!("./day13.rs"),
             14 => include_str!("./day14.rs"),
             15 => include_str!("./day15.rs"),
+            16 => include_str!("./day16.rs"),
             _ => unimplemented!(),
         }
     }

diff --git a/inputs/2023/day16.txt b/inputs/2023/day16.txt
@@ -0,0 +1,110 @@
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