⏳문제
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.
예제 입력 1
3
0 0 0
0 0 0
0 9 0예제 출력 1
0예제 입력 2
3
0 0 1
0 0 0
0 9 0예졔 출력 2
3예제 입력 3
4
4 3 2 1
0 0 0 0
0 0 9 0
1 2 3 4예제 출력 3
14예제 입력 4
6
5 4 3 2 3 4
4 3 2 3 4 5
3 2 9 5 6 6
2 1 2 3 4 5
3 2 1 6 5 4
6 6 6 6 6 6예제 출력 4
60예제 입력 5
6
6 0 6 0 6 1
0 0 0 0 0 2
2 3 4 5 6 6
0 0 0 0 0 2
0 2 0 0 0 0
3 9 3 0 0 1예제 출력 5
48예제 입력 6
6
1 1 1 1 1 1
2 2 6 2 2 3
2 2 5 2 2 3
2 2 2 4 6 3
0 0 0 0 0 6
0 0 0 0 0 9예제 출력 6
39✏️풀이
문제 요약
구현..보다는 문제 이해에 시간이 오래 걸렸던 문제이다.
문제를 간단히 요약하자면,
NxN 크기의 공간에서 아기 상어🦈가 돌아다니는데, 곳곳에 다른 물고기들도 존재한다.
이 아기 상어는 자신의 몸집보다 작은 크기의 물고기만 먹을 수 있고,
자신의 몸집보다 큰 물고기는 통과해 지나가지 조차 못한다.
단, 자신의 몸집의 크기 만큼의 개수의 물고기를 잡아 먹으면,
몸집이 1씩 증가한다.
이러한 조건에서 프로그램이 실행되면,
아기 상어는 최단 거리로 먹을 수 있는 물고기를 먹어나가야 하고,
더 이상 할 수 있는 게 없다면, 그동안의 생존 시간(이동 거리)를 반환하는 문제이다.
풀이 과정
나는 문제에서 요구하는 과정을 그대로 따라가면서 풀어보았다.
아래와 같이 크게 3가지 단계로 나누어 보았다.
1. 먹을 수 있는 물고기의 위치 찾기 (없다면 프로그램 종료)
2. 1번에서 찾은 물고기 중 가장 가까운 물고기의 위치와 거리 구하기
3. 2번에서 찾은 위치와 거리로 아기 상어를 이동이 3단계를 반복하고, 이동한 거리를 최종 출력 변수에 누적시켜 주었다.
이제 각 단계별 코드를 살펴보자.
먹을 수 있는 물고기의 위치 찾기
static void find() {
visited = new boolean[n][n]; // 방문 여부
queue = new LinkedList<>(); // bfs를 위한 큐
canEat = new LinkedList<>(); // 먹을 수 있는 물고기의 위치를 저장할 큐
queue.add(new int[] {nowA, nowB, 0});
while (!queue.isEmpty()) {
int[] curr = queue.poll();
visited[curr[0]][curr[1]] =true;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int newA = curr[0] + step[i][0];
int newB = curr[1] + step[i][1];
if (newA >= 0 && newA < n && newB >= 0 && newB < n && !visited[newA][newB] && map[newA][newB] <= nowSize) {
visited[newA][newB] = true;
queue.add(new int[] {newA, newB, curr[2] + 1});
if (map[newA][newB] != 0 && map[newA][newB] < nowSize) {
// 먹을 수 있는 물고기를 발견 시 저장
canEat.add(new int[] {newA, newB, curr[2] + 1});
}
}
}
}
}현재 아기 상어의 위치 {nowA, nowB}를 기준으로 BFS를 수행하면서,
현재 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기의 위치와 거리를 canEat 큐에 저장해준다.
가장 가까운 물고기 찾기
static void calDist() {
destination = new int[] {Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE}; // 먹을 물고기 좌표
while (!canEat.isEmpty()) {
int[] temp = canEat.poll();
bfs(temp[0], temp[1]);
}
}먹을 수 있는 물고기들을 대상으로 BFS를 수행해 가장 가까운 물고기의 좌표를 destination 변수에 저장한다.
이 때 주의해야 할 점은, 만약 거리가 같은 물고기가 있을 경우,
문제 조건에 의하여 가장 위에 있는 물고기, 그러한 물고기가 여러마리라면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹어야 한다.
따라서, destination 변수에 저장하기 위한 조건문을 이렇게 세워주어야 한다.
if ((curr[2] < destination[2]) || ((curr[2] == destination[2]) && ((a < destination[0]) || (a == destination[0] && b < destination[1])))) {
destination[0] = a;
destination[1] = b;
destination[2] = curr[2];
}아기 상어 위치 이동
nowA = destination[0];
nowB = destination[1];
map[nowA][nowB] = 0;
nowTime += destination[2];최종적으로 구한 목적지(잡아먹을 물고기 위치)로 아기 상어의 위치 좌표인 nowA와 nowB를 업데이트 시켜주고, 해당 위치까지 이동한 거리를 누적 거리(시간) 합에 더해준다.
👾전체 코드
// 아기 상어
import java.util.Scanner;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class Baekjoon_16236 {
static int n;
static int[][] map; // 전체 맵
static int nowSize; // 현재 아기 상어의 크기
static int nowEat; // 현재 아기 상어가 잡아먹은 물고기 개수
static int nowTime; // 시간(거리) 누적합
static int nowA; // 현재 아기 상어 위치(행)
static int nowB; // 현재 아기 상어 위치(열)
static int[][] step = {{-1, 0}, {0, -1}, {0, 1}, {1, 0}}; // 상,좌,우,하 이동
static boolean[][] visited; // 방문 여부
static Queue<int[]> queue; // bfs를 위한 큐
static Queue<int[]> canEat; // 먹을 수 있는 물고기의 좌표를 저장하는 큐
static int[] destination; // 먹으러 갈 목적지(물고기) 좌표
// 먹을 수 있는 물고기를 찾는 메서드
static void find() {
visited = new boolean[n][n];
queue = new LinkedList<>();
canEat = new LinkedList<>();
queue.add(new int[] {nowA, nowB, 0});
while (!queue.isEmpty()) {
int[] curr = queue.poll();
visited[curr[0]][curr[1]] =true;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int newA = curr[0] + step[i][0];
int newB = curr[1] + step[i][1];
if (newA >= 0 && newA < n && newB >= 0 && newB < n && !visited[newA][newB] && map[newA][newB] <= nowSize) {
visited[newA][newB] = true;
queue.add(new int[] {newA, newB, curr[2] + 1});
if (map[newA][newB] != 0 && map[newA][newB] < nowSize) {
// 먹을 수 있는 물고기 위치 저장
canEat.add(new int[] {newA, newB, curr[2] + 1});
}
}
}
}
}
// 거리 계산 메서드
static void calDist() {
destination = new int[] {Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE};
while (!canEat.isEmpty()) {
int[] temp = canEat.poll();
bfs(temp[0], temp[1]);
}
}
static void bfs(int a, int b) {
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
visited = new boolean[n][n];
visited[nowA][nowB] = true;
queue.add(new int[] {nowA, nowB, 0});
while (!queue.isEmpty()) {
int[] curr = queue.poll();
if (curr[0] == a && curr[1] == b) {
// 더 가까운 물고기의 위치를 destination에 저장
if ((curr[2] < destination[2]) || ((curr[2] == destination[2]) && ((a < destination[0]) || (a == destination[0] && b < destination[1])))) {
destination[0] = a;
destination[1] = b;
destination[2] = curr[2];
}
break;
}
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int newA = curr[0] + step[i][0];
int newB = curr[1] + step[i][1];
if (newA >= 0 && newA < n && newB >= 0 && newB < n && !visited[newA][newB] && map[newA][newB] <= nowSize) {
visited[newA][newB] = true;
queue.add(new int[] {newA, newB, curr[2] + 1});
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
nowSize = 2;
nowEat = 0;
nowTime = 0;
n = sc.nextInt();
map = new int[n][n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
map[i][j] = sc.nextInt();
if (map[i][j] == 9) {
nowA = i;
nowB = j;
map[i][j] = 0;
}
}
}
while (true) {
find();
// 먹을 수 있는 물고기가 없다면 프로그램 종료
if (canEat.isEmpty()) {
break;
}
calDist();
nowEat++;
// nowSize만큼 물고기를 잡아먹었다면, 몸집 크기 증가
if (nowEat == nowSize) {
nowSize++;
nowEat = 0;
}
// 아기 상어 위치 이동
nowA = destination[0];
nowB = destination[1];
map[nowA][nowB] = 0;
nowTime += destination[2];
}
System.out.println(nowTime); // 결과 출력
sc.close();
}
}
