문제 출처 : [BOJ 14503] 로봇 청소기, https://www.acmicpc.net/problem/14503

👨‍🏫문제

로봇 청소기가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

로봇 청소기가 있는 장소는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북중 하나이다. 지도의 각 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있고, r은 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, c는 서쪽으로 부터 떨어진 칸의 개수이다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

현재 위치를 청소한다.
현재 위치에서 현재 방향을 기준으로 왼쪽방향부터 차례대로 탐색을 진행한다.
왼쪽 방향에 아직 청소하지 않은 공간이 존재한다면, 그 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번부터 진행한다.
왼쪽 방향에 청소할 공간이 없다면, 그 방향으로 회전하고 2번으로 돌아간다.
네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽인 경우에는, 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진을 하고 2번으로 돌아간다.
네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽이면서, 뒤쪽 방향이 벽이라 후진도 할 수 없는 경우에는 작동을 멈춘다.
로봇 청소기는 이미 청소되어있는 칸을 또 청소하지 않으며, 벽을 통과할 수 없다.

입력

첫째 줄에 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 50)

둘째 줄에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 바라보는 방향 d가 주어진다. d가 0인 경우에는 북쪽을, 1인 경우에는 동쪽을, 2인 경우에는 남쪽을, 3인 경우에는 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 장소의 상태가 북쪽부터 남쪽 순서대로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. 지도의 첫 행, 마지막 행, 첫 열, 마지막 열에 있는 모든 칸은 벽이다.

로봇 청소기가 있는 칸의 상태는 항상 빈 칸이다.

출력

로봇 청소기가 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

예제 입/출력

예제 입력
3 3
1 1 0
1 1 1
1 0 1
1 1 1

예제 출력
1

예제 입력
11 10
7 4 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 1 1 1 0 1
1 0 0 1 1 0 0 0 0 1
1 0 1 1 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

예제 출력
57

💻코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;

public class RobotVacuum {
	
	// 로봇이 청소할 장소에 대한 정보를 담고있는 2차원 배열
	static int[][] area;
	
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
		
		int N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		int M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		// N x M 크기의 배열 생성
		area = new int[N][M];

		st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
		
		int r = Integer.parseInt(st.nextToken());
		int c = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		// 로봇의 초기 방향을 담아 줄 변수
		int direction = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		// 로봇의 위치를 담고있는 배열
		int[] position = new int[] {r, c};
	
		Robot robot = new Robot(direction, position);
		
		// 장소에 대한 입력 값을 2차원 배열 area에 저장
		for(int i = 0; i < N; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
			
			for(int j = 0; j < M; j++) {
				area[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				
				// 로봇의 초기 위치를 바로 청소
				if(i == r && j == c) {
					area[i][j] = 2;
				}
			}
		}
	
		while(true) {
			
			// 로봇 주변에 청소가 되지 않은 영역이 있을 경우
			if(robot.checkAround()) {
				
				// 왼쪽 방향으로 방향을 전환한다.
				robot.changeDirection();
				
				// 벽이 아니고, 청소가 가능한 영역일 경우 청소.
				robot.clean();
				
			// 로봇 주변에 더 이상 청소할 영역이 없을 경우
			}else {
				
				// 로봇의 뒤쪽 방향이 벽이라 후진이 불가능 하다면 루프 탈출
				if(!robot.backward()) {
					break;
				}
			}
		}
		
		// 로봇 청소기가 청소한 칸의 개수를 담아 줄 변수
		int count = 0;
        
		// 2차원 배열의 인덱스에 접근하여 값이 2일경우, 청소가 완료된 영역이므로 count 증가.		 
		for(int i = 0; i < N; i++) {
			for(int j = 0; j < M; j++) {
				if(area[i][j] == 2) {
					count++;
				}
			}
		}
		
		System.out.println(count);
	}
	
	// 로봇의 기능을 정의한 내부 클래스 Robot
	static class Robot {
		private int direction;
		private int[] position;

		public Robot(int direction, int[] position) {
			this.direction = direction;
			this.position = position;
		}
		
		// 방향 전환을 위한 메서드
		public void changeDirection() {
			if (direction == 0) {
				direction = 3;
			} else {
				direction -= 1;
			}
		}
		
		// 주변에 청소 할 영역이 있다면 true, 없다면 false를 반환하는 메서드
		public boolean checkAround() {
			int[] dy = { -1, 0, 1, 0 };
			int[] dx = { 0, 1, 0, -1 };

			for (int i = 0; i < dy.length; i++) {
				int ny = dy[i];
				int nx = dx[i];

				if (area[position[0] + ny][position[1] + nx] == 0) {
					return true;
				}
			}

			return false;
		}
		
		// 해당 영역을 청소하는 메서드
		public void clean() {
			int[] dd = { 0, 1, 2, 3 };
			int[] dy = { -1, 0, 1, 0 };
			int[] dx = { 0, 1, 0, -1 };

			for (int i = 0; i < dd.length; i++) {
				int nd = dd[i];
				int ny = dy[i];
				int nx = dx[i];
				
				// 로봇이 바라보는 방향에 청소 할 영역이 있다면, 로봇을 전진시키고 청소한다.
				if ((direction == nd) && (area[position[0] + ny][position[1] + nx]) == 0) {
					area[position[0] + ny][position[1] + nx] = 2;
					position[0] += ny;
					position[1] += nx;
				}
			}
		}
		
		// 로봇이 후진이 가능하다면 후진하고 true, 불가능하면 false를 반환하는 메서드
		public boolean backward() {
			int[] dd = { 0, 1, 2, 3 };
			int[] dy = { 1, 0, -1, 0 };
			int[] dx = { 0, -1, 0, 1 };

			for (int i = 0; i < dd.length; i++) {
				int nd = dd[i];
				int ny = dy[i];
				int nx = dx[i];
				
				// 바라보는 방향의 뒤쪽이 벽이 아니라면 후진하고 true를 반환
				if ((direction == nd) && (area[position[0] + ny][position[1] + nx]) != 1) {
					position[0] += ny;
					position[1] += nx;

					return true;
				}
			}
			
			// 뒤쪽에 벽이 있다면 false를 반환한다.
			return false;
		}
	}
}

💡후기

별도의 지식을 요구하지 않는 단순한 구현 문제였지만, 오랜만에 생각을 조금 했던 문제다.
예전 같았으면 손도 못 댔을 텐데, 나름 발전한 게 느껴져서 뿌듯하다 ㅎㅎ😆

사실 이것보다 짧게 하라면 더 줄일 수 있었는데, 메인에 다 때려 박는 것보다 이게 훨씬 가독성이 좋을 것 같아서 객체에 메서드를 만드는 식으로 구현해 보았다.😋

좀 더 풀어보다가 슬슬 더 높은 난이도의 문제에 도전해봐야겠다!!