[백준] 16236 - 아기 상어 (java)

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

3
0 0 0
0 0 0
0 9 0

예제 출력

0

코드

import java.io.*;
import java.util.*;

class Fish implements Comparable<Fish> {
    int r, c, dist;

    Fish(int r, int c, int dist) {
        this.r = r;
        this.c = c;
        this.dist = dist;
    }

    @Override
    public int compareTo(Fish o) {
        if (this.dist < o.dist) {
            return -1;
        } else if (this.dist == o.dist) {
            if (this.r < o.r) {
                return -1;
            } else if (this.r == o.r) {
                return Integer.compare(this.c, o.c);
            } else {
                return 1;
            }
        } else {
            return 1;
        }
    }
}

public class Main {
    static int[][] map = new int[21][21];
    static boolean[][] visit = new boolean[21][21];
    static int[] dr = {-1, 0, 0, 1};    // 상, 좌, 우, 하
    static int[] dc = {0, -1, 1, 0};
    static int shark_r, shark_c;
    static int shark_size = 2;
    static int N, fish_cnt = 0, ans = 0;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        N = Integer.parseInt(br.readLine());

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 1; j <= N; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (map[i][j] == 9) {   // 아기상어
                    shark_r = i;
                    shark_c = j;
                }
            }
        }
        babyShark(shark_r, shark_c);

        bw.write(ans + "\n");
        br.close();
        bw.flush();
        bw.close();
    }

    public static void babyShark(int r, int c) {
        Queue<Fish> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(new Fish(r, c, 0));
        PriorityQueue<Fish> pq = new PriorityQueue<>();

        while (!pq.isEmpty() || !queue.isEmpty()) {
            pq.clear();

            while (!queue.isEmpty()) {
                Fish cur = queue.poll();
                visit[cur.r][cur.c] = true;

                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    int next_r = cur.r + dr[i];
                    int next_c = cur.c + dc[i];
                    Fish next = new Fish(next_r, next_c, cur.dist + 1);

                    if (next_r > 0 && next_c > 0 && next_r <= N && next_c <= N && !visit[next_r][next_c]) {
                        if (map[next_r][next_c] > 0 && map[next_r][next_c] < shark_size) {      // 물고기를 먹을 수 있는 경우
                            if (!pq.contains(next)) {
                                pq.add(next);
                            }
                            break;
                        } else if (pq.isEmpty() && map[next_r][next_c] <= shark_size) {     // 물고기를 지나갈 수 있는 경우
                            if (!queue.contains(next)) {
                                queue.add(next);
                                visit[next_r][next_c] = true;
                            }
                        }
                    }
                }
            }

            if (!pq.isEmpty()) {
                Fish next_shark = pq.poll();

                map[shark_r][shark_c] = 0;  // 원래 상어가 있던 자리 빈칸으로 수정
                shark_r = next_shark.r;
                shark_c = next_shark.c;
                fish_cnt++;
                ans += next_shark.dist;

                if (fish_cnt == shark_size) {   // 상어의 크기와 이때까지 먹은 물고기 수가 같은 경우
                    shark_size++;
                    fish_cnt = 0;
                }
                next_shark.dist = 0;
                queue.add(next_shark);

                for (int row = 1; row <= N; row++) {
                    for (int col = 1; col <= N; col++) {
                        visit[row][col] = false;
                    }
                }
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

정리

거의 6시간을 매달려 풀었다. 😂😂
어찌어찌 맞긴 했으나 잘 짠 코드는 아닌 것 같으니 다른 깔끔한 코드들을 참고하시길 바랍니다,, ㅎㅎ

알고리즘

1. 처음 아기 상어를 queue에 추가한다.
2. 주변 4방향을 살핀다.
   - 물고기를 먹을 수 있는 경우 pq에 추가한다.
   - 4방향 중에서 먹을 물고기가 없었고, 길을 지나갈 수 있는 경우 queue에 추가한다.
3. queue가 빌 때까지 2를 반복한다.
4. pq에 먹을 물고기가 존재하면
   - 원래 아기 상어가 있던 자리 0으로 설정
   - 아기 상어 먹은 물고기 위치로 변경
   - 먹은 물고기 수 +1
   - ans 갱신

   - (현재 상어의 크기와 이때까지 먹은 물고기 수가 같다면)
      아기 상어 크기+1
      먹은 물고기 수 리셋
   - visit 배열 초기화
5. pq에 먹을 물고기가 존재하지 않으면 종료