[문제 바로가기] https://www.acmicpc.net/problem/16236
📌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
BFS를 활용하여 해결할 수 있는 문제다.
문제의 조건을 하나하나씩 구현해내가면 간단히 해결할 수 있다.
step 1)
변수 선언
- tank : NxN 공간
- now : 아기상어 크기
- upgrade : 아기상어가 진화하기 위해 먹은 물고기 개수
- answer : 이동거리(정답을 담는 변수)
- shark_r, shark_c : 아기상어 위치
- sharks : 아기상어가 먹을 수 있는 물고기들을 담는 배열
step 2)
먼저, 문제가 끝나는(해결되는) 상황은 아기상어가 잡아먹을 수 있는 물고기가 존재하지 않을 때다.
따라서 우선적으로 해야하는 작업이 잡아먹을 수 있는 물고기를 찾아내는 것이다.
이 내용은 find 함수로 구현하였다.
현재 상어 위치를 함수의 인자로 넣었을 때 BFS를 통하여 잡아 먹을 수 있는 물고기를 찾는다.
이 때, 아래의 조건들을 주의한다.
- 아기상어보다 작은 크기의 물고기만 잡아먹을 수 있다.
- 먹을 수 있는 물고기가 1마리라면 그 물고기를 먹고 다수라면 거리가 가장 가까운 물고기를 먹는다. (거리가 동일하면 위쪽, 왼쪽 순으로 가까운 물고리를 먹는다.)
- 같은 크기의 물고기가 있는 칸을 지나갈 수 있다.
탐색하면서 잡아먹을 수 있는 물고기가 존재한다면 (물고기 행좌표, 물고기 열좌표, 아기상어로부터 거리) 형태로 배열에 담는다.
- possible : 잡아먹을 수 있는 물고기를 담는 배열
탐색을 마치면 possible 배열을 return 한다.
step 3)
find함수 실행 후 잡아먹을 수 있는 물고기를 정렬해야 한다.
우선순위는 다음과 같다.
아기상어로부터 거리 > 행좌표(위) > 열좌표(왼쪽)
정렬은 sorted, lambda를 이용하였다. 3가지 기준에 대해 모두 만족하는 정렬을 하였으므로 첫 번째 물고기를 빼내어 아기상어가 먹을 수 있도록 한다.
※만약 잡아 먹을 수 있는 물고기가 없으면 진행을 종료한다.
step 4)
마지막 과정으로 아기상어의가 먹이를 먹으로 이동하는 과정이다.
첫 번째 물고기를 target 변수에 담아서 아기상어의 위치(shark_r, shark_c)와 크기(upgrade, now)를 최신화한다.
아기상어가 먹은 물고기 수가 현재 크기와 같다면 아기상어 크기+1을 해준다.
이후 step 2) ~ step 4)과정을 반복한다.
코드는 다음과 같다.
import sys
from collections import deque
N = int(input())
tank = [list(map(int, sys.stdin.readline().split())) for _ in range(N)]
now = 2 # 현재 상어 크기
upgrade = 0 # 상어가 진화하기 위해 먹은 개수
answer = 0 # 이동 거리
shark_r, shark_c = 0, 0 # 현재 아기상어 위치
sharks = [] # 먹이를 담을 배열
d = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]
def find(x, y):
global now
queue = deque([(x, y)])
possible = []
visit[x][y] = 0
while queue:
r, c = queue.popleft()
for idx in range(4):
nr = r + d[idx][0]
nc = c + d[idx][1]
if 0 <= nr < N and 0 <= nc < N:
if tank[nr][nc] <= now and visit[nr][nc] == -1:
queue.append((nr, nc))
visit[nr][nc] = visit[r][c] + 1
if tank[nr][nc] and tank[nr][nc] < now:
possible.append((nr, nc, visit[r][c] + 1))
return possible
for r in range(N):
for c in range(N):
if 1 <= tank[r][c] <= 6:
sharks.append((r, c, tank[r][c]))
if tank[r][c] == 9:
shark_r, shark_c = r, c
while True:
visit = [[-1] * N for _ in range(N)]
candidates = sorted(find(shark_r, shark_c), key=lambda x:[-x[2], -x[0], -x[1]])
if candidates:
target = candidates.pop()
tank[shark_r][shark_c] = 0
shark_r, shark_c = target[0], target[1]
answer += target[2]
upgrade += 1
if upgrade == now:
now += 1
upgrade = 0
else:
break
print(answer)
현재 '이것이 취업을 위한 코딩 테스트다 with 파이썬' 책을 보면서 알고리즘을 공부하고 있다.
기본기를 다시 복습하기에 괜찮은 책이라고 생각한다.
그리고 무엇보다 알고리즘 웹 사이트에서 정말 엉뚱한(?) 문제들이 올라와 괜찮은 문제 선별이 힘들었는데
저자가 선별해준 문제들이 있어서 하나씩 풀어보고자 한다.
문제를 풀 때 가장 큰 걱정은 잡아먹을 수 있는 물고기가 존재할 때, 한 마리씩 잡아먹을 때 마다 거리계산(BFS)하는 것이 시간초과가 나지 않을까였다.(고민하느라 시간을 많이 낭비했다.)
앞서 언급한 책에서 시간복잡도를 미리 계산하여 사용가능한 알고리즘을 선별할 수 있다고 했는데... 아직 시간복잡도가 얼만큼 되는지 판단하는 역량이 부족하다.
부족한 역량을 채우면 어떤 알고리즘이 사용가능한지 선별이 되므로 많이 유용할 것 같다. 👍
