백준 16236번 - 아기 상어(C++)

포타토·2020년 3월 5일
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알고리즘

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예제: 아기 상어

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 0

예제 출력 1

0

예제 입력 2

4
4 3 2 1
0 0 0 0
0 0 9 0
1 2 3 4

예제 출력 2

14

예제 입력 3

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 1

예제 출력 3

48

풀이

개인적으로 참 어려운 문제였다. 라고 말하지만, 삼성 기출문제는 다 어렵다.
조건을 하나하나 꼼꼼히 다 챙겨야 하고, 속도까지도 어느정도 챙겨주어야 하기 때문이다.

이번 문제도 그렇다. 상어가 이동할 수 있는 이동 범위를 제대로 지정해주고, 너비 우선 탐색을 하며 상어가 먹을 수 있는 물고기 자리로 이동한다. 이걸 불가능할때까지 반복한다.

쉬워보이지만, 구현은 어려웠다. 또한 필자는 구조체와 우선순위 큐를 사용했다. 삼성 문제를 풀다보면 구조체를 많이 쓰게 된다. 이런 문제를 구조체나 클래스 없이 어떻게 풀까 생각하면 아찔하다.

전체적인 소스코드는 아래와 같다.

소스 코드

#include<iostream>
#include<queue>
#include<cstring>

using namespace std;

struct info {
	int size;
	int y;
	int x;
	int eat;
	info(int size, int y, int x, int eat) : size(size), y(y), x(x), eat(eat) {};
	info() {};
};

struct point {
	int y;
	int x;
	int dist;
	point(int y, int x, int dist) :y(y), x(x), dist(dist) {};
	point() {};
	bool operator()(point p1, point p2) {
		if (p1.dist > p2.dist) {
			return true;
		}
		else if (p1.dist == p2.dist) {
			if (p1.y > p2.y) {
				return true;
			}
			else if (p1.y == p2.y) {
				if (p1.x > p2.x) {
					return true;
				}
				return false;
			}
			return false;
		}
		return false;
	}

};
int N;
int map[20][20];
info shark;
int dir[4][2] = { {-1, 0}, {0, -1}, {1, 0}, {0, 1} };	//상, 좌, 하, 우

int eatingTime() {
	int res = 0;
	int visited[20][20];

	while (true) {
		memset(visited, 0, sizeof(visited));

		priority_queue<point, vector<point>, point> pq;
		pq.push(point(shark.y, shark.x, 0));
		visited[shark.y][shark.x] = 1;

		int distance = 0;
		while (!pq.empty()) {
			int y = pq.top().y;
			int x = pq.top().x;
			int dist = pq.top().dist;
			pq.pop();

			//상어보다 작은 물고기가 있을 경우
			if (map[y][x] != 0 && shark.size > map[y][x]) {
				map[y][x] = 0;	//물고기 삭제
				shark.y = y; shark.x = x;	//상어 이동
				shark.eat++;	//상어 먹은 개수 count
				if (shark.size == shark.eat) {
					shark.size++;
					shark.eat = 0;
				}

				distance = dist;
				break;
			}

			for (int i = 0; i < 4; i++) {
				int dy = y + dir[i][0];
				int dx = x + dir[i][1];

				//map 내 && 방문 안함 && 상어보다 작거나 같은 사이즈
				if (dy >= 0 && dy < N && dx >= 0 && dx < N && !visited[dy][dx] && shark.size >= map[dy][dx]) {
					pq.push(point(dy, dx, dist + 1));
					visited[dy][dx] = 1;
				}
			}
		}

		if (!distance)
			break;

		res += distance;
	}

	return res;
}

int main() {

	cin >> N;
	for (int y = 0; y < N; y++) {
		for (int x = 0; x < N; x++) {
			cin >> map[y][x];
			if (map[y][x] == 9) {
				map[y][x] = 0;
				shark = info(2, y, x, 0);
			}
		}
	}

	cout << eatingTime() << endl;

	return 0;
}

풀이 후기

코로나가 터지고나서 집에 있는 시간은 길어졌는데, 오히려 공부는 이전만 안하는 것 같다. 이걸 재충전 시간으로 봐야할지, 나태해졌다고 봐야할지 스스로도 헛갈린다. 문제는 시간이 얼마 없다는것! 얼른 컨셉을 정하자.

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