16236번 - 아기 상어

1. 문제 정의

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.

2. 문제 접근

bfs 에 구현 능력까지 요구되는 문제다.

 

3. 문제 풀이

이 문제를 풀기 위해서는 하나의 배열로는 모든걸 표현하기 힘들었다. 그래서 matrix 배열은 상어의 위치를 표현하기 위해 정의하고, 나머지 min_matrix 배열은 상어의 위치로부터 가장 가까운 물고기까지의 최소 거리를 구하기 위한 배열로 정의하고 시작하였다. 

 

1. 값들을 초깃값으로 리셋한다.(비교군을 위해)

2. bfs 를 통해 상어의 위치에서 가장 가까운 물고기까지의 거리를 구한다.

3. 상어의 크기만큼 물고기를 먹으면 상어의 몸집을 키운다.

4. 물고기를 못 먹을 때까지 반복한다.

 

물고기를 찾을 때는 다음 조건을 꼭 상기한다.

1. 가장 위쪽

2. 가장 위쪽에 여러마리면 가장 왼쪽

 

4. 코드

import java.io.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    static FastReader scan = new FastReader();
    static StringBuilder sb = new StringBuilder();

    static int N, shark_x, shark_y, min_dist, min_x, min_y, shark_size, result, eat_cnt;

    static final int max_int = 21, max_val = 401;
    static int[][] matrix, min_matrix;

    static int[][] dir = {{-1,0},{1,0},{0,1},{0,-1}};


    static void input() {
        N = scan.nextInt();
        matrix = new int[N][N];
        min_matrix = new int[N][N];

        for(int i =0; i < N; i++){
            String[] lines = scan.nextLine().split(" ");
            for(int j = 0; j < N; j++){
                matrix[i][j] = Integer.parseInt(lines[j]);
                if(matrix[i][j] == 9){
                    shark_x = i; shark_y = j;
                    matrix[i][j] = 0;
                }
            }
        }

        shark_size = 2;
        eat_cnt = 0;
    }

    static void pro() {
        while(true){
            reset_val();
            bfs(shark_x, shark_y);
            if(min_x != max_int && min_y != max_int){
                result += min_matrix[min_x][min_y];
                eat_cnt++;

                // 사이즈 업
                if(eat_cnt == shark_size){
                    shark_size++;
                    eat_cnt = 0;
                }

                matrix[min_x][min_y] = 0;

                shark_x = min_x;
                shark_y = min_y;

            } else {
                break;
            }

        }

        System.out.println(result);

    }

    static void bfs(int x, int y){
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        q.add(x);
        q.add(y);
        min_matrix[x][y] = 0;

        while(!q.isEmpty()){
            x = q.poll();
            y = q.poll();
            for(int i = 0; i < 4; i++){
                int nx = x+dir[i][0];
                int ny = y+dir[i][1];

                // 배열 범위를 안 벗어날 때
                if(nx < 0 || ny < 0 || nx >= N || ny >= N) continue;
                // 방문 하지 않았을 때
                if(min_matrix[nx][ny] != -1) continue;
                // 상어의 크기가 물고기 크기 보다 크거나 같을 때
                if(matrix[nx][ny] > shark_size) continue;
                min_matrix[nx][ny] = min_matrix[x][y]+1;

                // 먹을 수 있는 물고기 일 경우                
                if(matrix[nx][ny] != 0 && matrix[nx][ny] < shark_size){
                    // 현재 물고기 까지의 이동 시간이 더 짧은 경우 
                    if(min_dist > min_matrix[nx][ny]){
                        min_x = nx;
                        min_y = ny;
                        min_dist = min_matrix[nx][ny];
                    }
                    // 현재 물고기 까지의 이동 시간이 같으면
                    else if(min_dist == min_matrix[nx][ny]){
                        // 1) 가장 위쪽
                        if(min_x == nx){
                            if(min_y > ny){
                                min_x = nx;
                                min_y = ny;
                            }
                        }
                        // 가장 왼쪽
                        else if(min_x > nx){
                            min_x = nx;
                            min_y = ny;
                        }

                    }

                }

                q.add(nx);
                q.add(ny);

            }
        }

    }

    static void reset_val(){
        for(int i = 0; i < N; i++) Arrays.fill(min_matrix[i],-1);

        min_dist = max_val;
        min_x = max_int;
        min_y = max_int;
    }

    public static void main(String[] args) {
        input();
        pro();
    }


    static class FastReader {
        BufferedReader br;
        StringTokenizer st;

        public FastReader() {
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        }

        public FastReader(String s) throws FileNotFoundException {
            br = new BufferedReader(new FileReader(new File(s)));
        }

        String next() {
            while (st == null || !st.hasMoreElements()) {
                try {
                    st = new StringTokenizer(br.readLine());
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return st.nextToken();
        }

        int nextInt() {
            return Integer.parseInt(next());
        }

        long nextLong() {
            return Long.parseLong(next());
        }

        double nextDouble() {
            return Double.parseDouble(next());
        }

        String nextLine() {
            String str = "";
            try {
                str = br.readLine();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return str;
        }
    }
}

5. 회고

bfs를 한번 돌 때 마다 비교군을 초기화 해주지 않아서 계속 틀렸다... 비교군을 항상 유지해주자.