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Problem Solving/BOJ

[백준] 16236번 - 아기 상어

by 테리는당근을좋아해 2020. 3. 16.

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.

 

해결방법 > 

시뮬레이션 문제로 한 마디로 설명하자면

 

자기 보다 작은 물고기를 먹으면서 계속 성장 아기 상어가 더 이상 먹을 것이 없을 때 이동한 거리를 구하는 문제이다.

 

문제는 두 가지 과정을 반복한다.

 

1) 찾는다.

  먹이를 찾는 과정이다. BFS(너비우선탐색) 알고리즘을 사용해 현재 아기 상어의 위치에서 인접한 노드를 너비 우선으로 먹이를 찾는다.

  

2) 먹는다.

  찾은 먹이 중에서 경로가 가장 짧으면서, 행의 가장 작으며, 열이 가장 작은 순으로 먹이 한마리를 먹는다.

  만약 현재까지 먹은 먹이 수가 아기 상어의 크기와 같아진다면 상어의 크기를 1증가시키고 현재까지 먹은 먹이 수를 0으로 초기화한다.

 

 

아래는 두 가지 코드가 있다. 첫 번째 코드는 먹이를 찾는 과정에서 가능한 모든 먹이를 찾는 방법으로 작성했는데,

 

다른 분들이 제출한 코드에 비해서 시간이 오래 걸려 두 번째 코드로 새로 작성했다.

 

두 코드에 차이점은 먹이를 찾는 과정 즉, BFS에서 모든 먹이를 찾느냐, 아니면 경로가 가장 짧은 먹이들만 찾느냐 차이다.

 

[JAVA]

package baekjoon;

import java.util.*;
import java.io.*;
public class BOJ_16236 {
	static int[] dx = {-1, 0, 1, 0};
	static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
	static int n;
	static int[][] map;
	static int size = 2;
	static int cnt = 0;
	static int time = 0;
	static ArrayList <fish> feed = new ArrayList<>();
	static int x = 0;
	static int y = 0;
	
	public static class fish implements Comparable<fish>{
		int x;
		int y;
		int depth;
		
		fish(int x, int y, int depth){
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.depth = depth;
		}
		
		@Override
		public int compareTo(fish f) {
			if(this.depth == f.depth) {
				if(this.x == f.x) {
					if(this.y > f.y) return 1;
					else return -1;
				}
				else if(this.x > f.x) return 1;
				else return -1;
			}
			else if(this.depth > f.depth) return 1;
			else return -1;
		}
	}
	
	public static class Node{
		int x;
		int y;
		
		Node(int x, int y){
			this.x = x;
			this.y = y;
		}
	}
	
	public static void seek(int x, int y) {
		Queue <Node> q = new LinkedList<>();
		int[][] visit = new int[n][n];
		q.add(new Node(x, y));
		visit[x][y] = 1;
		
		while(!q.isEmpty()) {
			Node node = q.poll();
			int tmp_x = node.x;
			int tmp_y = node.y;
			
			for(int i = 0; i < 4; i++) {
				int nx = tmp_x + dx[i];
				int ny = tmp_y + dy[i];
				
				if(nx >= 0 && ny >= 0 && nx < n && ny < n && map[nx][ny] <= size && visit[nx][ny] == 0) {
					visit[nx][ny] = visit[tmp_x][tmp_y] + 1;
					q.add(new Node(nx, ny));
					if(map[nx][ny] < size && map[nx][ny] != 0) {
						feed.add(new fish(nx, ny, visit[nx][ny] - 1));
					}
				}
			}
		}
	}
	
	public static void eat() {
		Collections.sort(feed);
		fish f = feed.get(0);
		cnt++;
		if(cnt == size) {
			size++;
			cnt = 0;
		}
		time += f.depth;
		x = f.x;
		y = f.y;
		map[f.x][f.y] = 0; 
		feed.clear();
	}
	
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer tk = new StringTokenizer(br.readLine());
		n = Integer.parseInt(tk.nextToken());
		map = new int[n][n];
		
		for(int i = 0; i < n; i++) {
			tk = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j = 0; j < n; j++) {
				map[i][j] = Integer.parseInt(tk.nextToken());
				if(map[i][j] == 9) {
					x = i;
					y = j;
				}
			}
		}
		map[x][y] = 0;
		while(true) {
			seek(x, y);
			if(feed.size() == 0) break;
			eat();
		}
		System.out.println(time);
	}
}

 

package baekjoon;

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

public class BOJ_16236_2 {
	static int n;
	static int[][] map;
	static int x;
	static int y;
	static int[] dx = {-1, 0, 1, 0};
	static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
	static int size = 2;
	static int cnt = 0;
	static int time = 0;
	static ArrayList <Fish> feed = new ArrayList<>();
	
	
	public static class Fish implements Comparable<Fish>{
		int x;
		int y;
		int d;
		
		Fish(int x, int y, int d){
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.d = d;
		}
		
		@Override
		public int compareTo(Fish f) {
			if(this.d == f.d) {
				if(this.x == f.x) {
					if(this.y > f.y) return 1;
					else return -1;
				}
				else if(this.x > f.x) return 1;
				else return -1;
			}
			else if(this.d > f.d) return 1;
			else return -1;
		}
	}
	public static class Node{
		int x;
		int y;
		
		Node(int x, int y){
			this.x = x;
			this.y = y;
		}
	}
	
	public static void seek() {
		Queue <Node> q = new LinkedList<>();
		int[][] visit = new int[n][n];
		int flag = 0;
		
		q.add(new Node(x, y));
		visit[x][y] = 1;
		
		while(!q.isEmpty()) {
			Node node = q.poll();
			int tmp_x = node.x;
			int tmp_y = node.y;
			
			for(int i = 0; i < 4; i++) {
				int nx = tmp_x + dx[i];
				int ny = tmp_y + dy[i];
				
				if(nx >= 0 && ny >= 0 && nx < n && ny < n && visit[nx][ny] == 0 && map[nx][ny] <= size) {
					if(map[nx][ny] != 0 && map[nx][ny] < size) {
						if(feed.size() != 0 && feed.get(feed.size() - 1).d < visit[tmp_x][tmp_y]) {
							flag = 1;
							break;
						}
						feed.add(new Fish(nx, ny, visit[tmp_x][tmp_y]));
					}
					visit[nx][ny] = visit[tmp_x][tmp_y] + 1;
					q.add(new Node(nx, ny));
				}
			}
			if(flag == 1) break;
		}
	}
	
	public static void eat() {
		Collections.sort(feed);
		cnt++;
		if(cnt == size) {
			size++;
			cnt = 0;
		}
		time += feed.get(0).d;
		x = feed.get(0).x;
		y = feed.get(0).y;
		map[x][y] = 0;
		
		feed.clear();
	}
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer tk = new StringTokenizer(br.readLine());
		n = Integer.parseInt(tk.nextToken());
		map = new int[n][n];
		
		for(int i = 0; i < n; i++) {
			tk = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j = 0; j < n; j++) {
				map[i][j] = Integer.parseInt(tk.nextToken());
				if(map[i][j] == 9) {
					x = i;
					y = j;
				}
			}
		}
		map[x][y] = 0;
		while(true) {
			seek();
			if(feed.size() == 0) break;
			eat();
		}
		System.out.println(time);
	}
}

 

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