[BOJ] 16236 - 아기 상어

황규빈·2022년 2월 20일
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알고리즘

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💎 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.
ex)
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 6

💎 출력


첫째 줄에 아기 상어가 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는 시간을 출력한다.
ex)
60

💎 풀이 방법


wow~ 상당히 열받는 문제였다. 푸는 시간도 오래걸릴 뿐만 아니라 조건 하나하나 짚고 써야하는 변수 놓친 부분이 무엇이 있는지 정리하는데에 시간이 필요했던 문제였다,,, 열받는 부분이 BFS를 사용해서 물고기를 찾는데 그치지 않고 성장까지 하는 상어에 먼저 먹어야하는 우선순위가 있는 물고기까지..!! 대환장으로 생각해야할 조건이 많았다. 그래서 이 부분을 조건으로 나눠서 차근차근 접근하는 것이 중요하였다.

앞선 문제에서 열받는 포인트와 문제를 읽었다면 상당히 많은 조건들이 주어지고 있는 것을 확인하여 사용해야할 변수들을 정리함에 앞서 어떤 식으로 문제를 접근할지를 계획을 세우고 가야했다. 내가 정한 순서는

1. 현재 위치에 상어가 먹을 수 있는!! 물고기들을 모두 탐색해서 위치랑 거리 기억하기.
2. 먹을 수 있는 이러한 물고기들 중 가장 가깝고 왼쪽 위에 있는 것을 우선으로 찾아서 먹어주고 그 상어 위치 옮겨주고 시간 증가.
3. 상어가 지금까지 먹은 물고기 수 바탕으로 크기가 변화하는지 검사.
4. 위 3단계를 반복하는데 처음에 먹을 수 있는 물고기가 없는 것이 확인되면 반복 종료 후 시간 출력!!

진짜 이보다 깔끔할 수 없는 것 같다. 이게 내 최선,,,후;;; 따라서! 상어가 먹을 수 있는 물고기들을 탐색하는 방식에서는 BFS를 사용한 후 그 물고기들을 기억한 뒤 그 물고기들 위치를 현재 상어 위치 기준에서 가까운 것을 우선으로 먹는 내용이 알고리즘 코드에 주된 내용일 것이다!!

코드에 있는 변수의 내용이 너무 길어서 일일히 설명하기는 복잡하겠지만 아마 변수에 적힌 이름을 통해 어떤식으로 사용했는지 알 수 있을 것 같다,,!!

void BFS(int y, int x){
    
    int distance = 0;
    queue <pair <pair<int, int>, int>> q;
    q.push(make_pair(make_pair(y, x), distance));
    visited[y][x] = true;
    
    while(!q.empty()){
        int y = q.front().first.first;
        int x = q.front().first.second;
        int dis = q.front().second;
        q.pop();
        if(space[y][x] > 0 && space[y][x] < sharkSize){
            eatenFish++;
            check[y][x] = dis;
        }
        for(int i = 0;i < 4;i++){
            int dy = y + Y[i];
            int dx = x + X[i];
            if(dy >= N || dy < 0 || dx >= N || dx < 0)
                continue;
            if(!visited[dy][dx] && space[dy][dx] <= sharkSize){
                visited[dy][dx] = true;
                q.push(make_pair(make_pair(dy, dx), dis + 1));
                
            }
        }
    }
}

먼저 BFS를 봐보면 queue를 활용하여 pair을 통해 이동한 y,x 좌표와 그 좌표까지의 거리를 담아내었다. 이를 이용하여 다른 BFS문제들과 같이 4가지 방향으로 조사를 하고 이를 통해 도달한 위치가 상어의 크기보다 작아서 먹을 수 있는지 검사한 후, 또다른 배열 check에 거리 값을 담아주었다. 다른 위치로 나아갈 수 있는 위치라면 queue에 넣어주면서 상어가 탐색할 수 있는 위치들을 모두 검사해주었다.

for(int i = 0;i < N;i++){
   for(int j = 0;j < N;j++){
      if(check[i][j] != 0){
         if(minDis == -1){
            minDis = check[i][j];
            y = i; x = j;
         }
         else if (check[i][j] < minDis){
            minDis = check[i][j];
            y = i; x = j;
         }
      }
   }
}

BFS를 마친 후에는 따라서 먹을 수 있는 물고기들의 거리들을 비교하여 먹는 작업을 해주었다. 위와 같이 물고기들의 거리를 반복문을 통해 조사해주었고 가장 가까이 있는 물고기를 찾아주었다.

이후는!!! 이러한 물고기를 먹어주었으니 0으로 초기화해주고 그 물고기를 먹은 자리 지점으로 다시 BFS를 진행해주기 위해 배열 및 값들을 초기화 해줄 것이다!! 이게 변수들이 많다보니 꼭 유의해야하였다. 그리고!! 물고기들을 먹은 뒤에는 상어의 크기가 커질 수 있는지 확인해주기~~

💎 전체 코드


#include <iostream>
#include <queue>
#include <cstring>
using namespace std;
int X[4] = {1, 0, -1, 0};
int Y[4] = {0, -1, 0, 1};
int space[21][21];
int check[21][21];
bool visited[21][21];
int babySharkX, babySharkY;
int N;
int sharkSize = 2;
int fishTaste = 0;
int second = 0;
int eatenFish = 0;

void BFS(int y, int x){
    
    int distance = 0;
    queue <pair <pair<int, int>, int>> q;
    q.push(make_pair(make_pair(y, x), distance));
    visited[y][x] = true;
    
    while(!q.empty()){
        int y = q.front().first.first;
        int x = q.front().first.second;
        int dis = q.front().second;
        q.pop();
        if(space[y][x] > 0 && space[y][x] < sharkSize){
            eatenFish++;
            check[y][x] = dis;
        }
        for(int i = 0;i < 4;i++){
            int dy = y + Y[i];
            int dx = x + X[i];
            if(dy >= N || dy < 0 || dx >= N || dx < 0)
                continue;
            if(!visited[dy][dx] && space[dy][dx] <= sharkSize){
                visited[dy][dx] = true;
                q.push(make_pair(make_pair(dy, dx), dis + 1));
                
            }
        }
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

    cin >> N;
    for(int i = 0;i < N;i++){
        for(int j = 0;j < N;j++){
            cin >> space[i][j];
            if(space[i][j] == 9)
            {
                babySharkY = i;
                babySharkX = j;
                space[i][j] = 0;
            }
        }
    }
    // 1단계 현재 상어가 먹을 수 있는 물고기들 있는지 탐색하고 위치랑 거리 기억하기
    // 2단계 먹을 수 있는 물고기들 중 가깝고 왼쪽 위에 있는 것을 우선으로 먹기 한턴에 한마리씩
    // 3단계 크기 변화 여부 확인하기
    // 4단계 턴 바꾸기 이 때 먹을 수 있는 물고기 없으면 탈출해서 걸린 시간 출력
    while(1){
        BFS(babySharkY, babySharkX);
        if(eatenFish == 0)
            break;
        int minDis = -1;
        int y = 0;
        int x = 0;
        for(int i = 0;i < N;i++){
            for(int j = 0;j < N;j++){
                if(check[i][j] != 0){
                    if(minDis == -1){
                        minDis = check[i][j];
                        y = i; x = j;
                    }
                    else if (check[i][j] < minDis){
                        minDis = check[i][j];
                        y = i; x = j;
                    }
                }
            }
        }
        second += minDis;
        space[y][x] = 0;
        babySharkY = y; babySharkX = x;
        eatenFish = 0;
        fishTaste++;
        if(fishTaste == sharkSize){
            sharkSize++;
            fishTaste = 0;
        }
        memset(visited, false, sizeof(visited));
        memset(check, 0, sizeof(check));
    }
    
    cout << second << "\n";
    
    return 0;
}

💎 고민


최근에 풀었던 BFS문제 중 가장 복잡하고 어려웠던 것 같다. 오래걸리기도 했지만,,, 맞출 수 있어서 굉장히 다행이었다 ㅠㅠ. 이게 삼성 코테라고 하는데 확실히 기업에서 출제하는 코테들은 문제가 여러개 짬뽕된 것 같은 느낌이다. 재밌네~

곧 있으면 개강이 다가온다,, 지금처럼 문제들을 많이 풀어보고 velog에 정리하는 시간도 많지는 않겠지만 항상 중요한 것은 꾸준하게 해내는 마음가짐이라고 생각된다. 성공하고 싶은 마음이 갑자기 들었던 만큼 남들보다 늦었다는 생각으로 더 열심히 노력해보자!!

아참 프로그래머스 문제도 꼭 개강 전에 풀어서 올리기,,,,

화팅!!!

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안녕하세욤

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