(백준 16236번) 아기 상어
문제 설명
N×N 크기의 공간에 물고기 M마리와 아기 상어 1마리가 있다. 공간은 1×1 크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 한 칸에는 물고기가 최대 1마리 존재한다.
아기 상어와 물고기는 모두 크기를 가지고 있고, 이 크기는 자연수이다. 가장 처음에 아기 상어의 크기는 2이고, 아기 상어는 1초에 상하좌우로 인접한 한 칸씩 이동한다.
아기 상어는 자신의 크기보다 큰 물고기가 있는 칸은 지나갈 수 없고, 나머지 칸은 모두 지나갈 수 있다. 아기 상어는 자신의 크기보다 작은 물고기만 먹을 수 있다. 따라서, 크기가 같은 물고기는 먹을 수 없지만, 그 물고기가 있는 칸은 지나갈 수 있다.
아기 상어가 어디로 이동할지 결정하는 방법은 아래와 같다.
- 더 이상 먹을 수 있는 물고기가 공간에 없다면 아기 상어는 엄마 상어에게 도움을 요청한다.
- 먹을 수 있는 물고기가 1마리라면, 그 물고기를 먹으러 간다.
- 먹을 수 있는 물고기가 1마리보다 많다면, 거리가 가장 가까운 물고기를 먹으러 간다.
- 거리는 아기 상어가 있는 칸에서 물고기가 있는 칸으로 이동할 때, 지나야하는 칸의 개수의 최솟값이다.
- 거리가 가까운 물고기가 많다면, 가장 위에 있는 물고기, 그러한 물고기가 여러마리라면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다.
아기 상어의 이동은 1초 걸리고, 물고기를 먹는데 걸리는 시간은 없다고 가정한다. 즉, 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기가 있는 칸으로 이동했다면, 이동과 동시에 물고기를 먹는다. 물고기를 먹으면, 그 칸은 빈 칸이 된다.
아기 상어는 자신의 크기와 같은 수의 물고기를 먹을 때 마다 크기가 1 증가한다. 예를 들어, 크기가 2인 아기 상어는 물고기를 2마리 먹으면 크기가 3이 된다.
공간의 상태가 주어졌을 때, 아기 상어가 몇 초 동안 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는지 구하는 프로그램을 작성하시오.
입력
첫째 줄에 공간의 크기 N(2 ≤ N ≤ 20)이 주어진다.
둘째 줄부터 N개의 줄에 공간의 상태가 주어진다. 공간의 상태는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9로 이루어져 있고, 아래와 같은 의미를 가진다.
- 0: 빈 칸
- 1, 2, 3, 4, 5, 6: 칸에 있는 물고기의 크기
- 9: 아기 상어의 위치
아기 상어는 공간에 한 마리 있다.
출력
첫째 줄에 아기 상어가 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는 시간을 출력한다.
문제 풀이
여러모로 생각할 부분이 많아서 복잡했던 BFS 문제였다. 아까 BFS 문제를 풀었으니 시뮬레이션도 한 문제 풀어보려 했는데 이것도 BFS 문제였다.
문제 풀이는 간단하다. 상어의 현재 위치에서부터 BFS로 탐색하며 가장 가까운 먹을 수 있는 물고기들을 찾은 후, 그 중 가장 위에서 왼쪽에 있는 물고기의 위치에 상어를 이동시키면 된다. 말로 하면 쉽지만 이 와중에 상어의 현재 위치, 상어의 현재 체급, 상어가 지금까지 먹은 물고기 수, 가장 위에서 왼쪽에 있는 물고기를 찾기 위한 정렬 등 신경 쓸 부분이 굉장히 많다. BFS의 탐색 순서로 가장 위에서 왼쪽 물고기를 찾을 수 있을 줄 알았지만 예제를 통과 못해 찾아보니 결국 정렬을 해주어야 했다.
그래도 덕분에 LinkedList와 정렬에 사용되는 Comparator를 직접 사용해볼 수 있어서 좋은 경험이 되었다.
원래 제출하여 통과를 못하면 현재 물고기까지의 최단거리보다 더 먼 거리의 물고기가 입력되면 return을 통해 탈출하도록 가지치기를 하려고 했는데 다행히 통과가 되었다. 더 써봐야 알겠지만 java의 문법도 C++과 크게 다르지 않은만큼 조금 익숙해진 것 같은 느낌이 든다. 코드는 다음과 같다.
코드
import java.util.*;
class pair {
int x,y;
int dist=0;
public pair(int x, int y) {
this.x=x;
this.y=y;
}
public pair(int x, int y, int dist) {
this.x=x;
this.y=y;
this.dist=dist;
}
public int first() {
return x;
}
public int second() {
return y;
}
public int dist() {
return dist;
}
}
public class Main {
static int n;
static int time=0;
static int cur_x=0;
static int cur_y=0;
static int shark=2;
static int eaten=0;
static boolean empty=false;
static int dx[]={0,-1,1,0};
static int dy[]={-1,0,0,1};
static int arr[][]=new int[20][20];
public static boolean oob(int x, int y) {
if(x>=0 && x<n && y>=0 && y<n) return true;
else return false;
}
public static void bfs(int x, int y) {
Queue<pair> q=new LinkedList<pair>(); int min=10000;
LinkedList<pair> l=new LinkedList<pair>();
q.add(new pair(x,y,0)); int visited[][]=new int[20][20];
visited[x][y]=1;
while (!q.isEmpty()) {
pair p=q.peek(); q.remove();
for(int i=0; i<4; i++) {
int xx=p.first()+dx[i];
int yy=p.second()+dy[i];
int dist=p.dist();
if(oob(xx,yy) && visited[xx][yy]==0) {
if(arr[xx][yy]!=0 && arr[xx][yy]<shark) {
if(l.isEmpty()) {
l.add(new pair(xx,yy)); min=dist+1;
}
else if(dist+1==min) l.add(new pair(xx,yy));
}
else if(arr[xx][yy]==0 || arr[xx][yy]==shark) {
q.add(new pair(xx,yy,dist+1));
visited[xx][yy]=1;
}
}
}
}
if(l.isEmpty()) {
empty=true; return;
}
Collections.sort(l, new Comparator<pair>() {
@Override
public int compare(pair p1, pair p2) {
if(p1.first()>p2.first()) return 1;
else if(p1.first()==p2.first()) {
if(p1.second()>p2.second()) return 1;
}
return -1;
}
});
pair p=l.get(0);
int xx=p.first(); int yy=p.second();
arr[cur_x][cur_y]=0;
arr[xx][yy]=9; cur_x=xx; cur_y=yy; time+=min;
eaten++;
if(eaten==shark) {
shark++; eaten=0;
}
return;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
n=sc.nextInt();
for(int i=0; i<n; i++) {
for(int j=0; j<n; j++) {
arr[i][j]=sc.nextInt();
if(arr[i][j]==9) {
cur_x=i; cur_y=j;
}
}
}
while(!empty) bfs(cur_x,cur_y);
System.out.println(time);
}
}