[백준_16236번] 아기 상어_삼성 SW 역량테스트

https://www.acmicpc.net/problem/16236

16236번: 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 조건]

• 아기 상어는 공간에 한 마리 있다.
• 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

 

[코드]

import java.util.*;

class Point_16236 {
	int x,y;
	
	public Point_16236(int x, int y) {
		this.x=x;
		this.y=y;
	}
}

public class BaekJoon_16236 {
	static int[][] map;
	static int n,now_x,now_y,now_size=2,result=0,ate=0;
	static int[] dx= {-1,0,1,0};
	static int[] dy= {0,1,0,-1};
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		n=sc.nextInt();
		map=new int[n][n];
		
		for(int i=0;i<n;i++) {
			for(int j=0;j<n;j++) {
				map[i][j]=sc.nextInt();
				
				// 초기 상어 위치 저장
				if(map[i][j]==9) {
					now_x=i;
					now_y=j;
					
					// 이후 상어가 있던 자리도 이동할 수 있는 자리이기 때문에 0으로 초기화
					map[i][j]=0;
				}
			}
		}
		
		while(true) {
			int[] info=find_fish(dfs());
			
			now_x=info[0]; // 상어 위치 갱신
			now_y=info[1];
			result+=info[2]; // 상어가 이동한 시간 누적
			
			map[now_x][now_y]=0; // 상어가 먹은 곳 비우기
			ate+=1; // 먹은 물고기의 수 증가
			
			// 자신의 현재 크기 이상으로 먹은 경우 상어 크기 증가
			if(ate==now_size) {
				now_size+=1;
				ate=0;
			}
		}
	}
	
	// 모든 위치까지의 '최단거리'만을 구하는 함수
	static int[][] dfs() {
		/*
		 * 상어를 기준으로 모든 위치까지의 최단거리를 구해야 하기 때문에
		 * 상어가 이동할 때 마다 각 위치의 최단거리가 달라진다. 
		 * 따라서 매번 최단거리 배열은 초기화를 해주고 사용해야 한다.  
		 */
		int[][] distance=new int[n][n]; 
		
		// -1로 초기화, 최단거리를 구한 후 값이 -1이라면 이동할 수 없는 위치
		for(int i=0;i<n;i++)
			for(int j=0;j<n;j++)
				distance[i][j]=-1;
			
		Queue<Point_16236> q=new LinkedList<>();
		q.offer(new Point_16236(now_x,now_y));
		distance[now_x][now_y]=0; // 초기화
		
		while(!q.isEmpty()) {
			Point_16236 p=q.poll();
			int x=p.x;
			int y=p.y;
			
			// 상,하,좌,우 탐색
			for(int i=0;i<4;i++) {
				int nx=x+dx[i];
				int ny=y+dy[i];
				
				// 배열 범위 내에 있으며
				if(nx>=0&&ny>=0&&nx<n&&ny<n) {
					/*
					 * 해당 좌표의 물고기의 크기가 현재 상어 크기보다 작거나 같고, 
					 * 아직 최단거리를 구하지 않은 위치라면 이동가능
					 */
					if(map[nx][ny]<=now_size&&distance[nx][ny]==-1) {
						distance[nx][ny]=distance[x][y]+1; 
						q.offer(new Point_16236(nx,ny));
					}
				}
			}
		}
		return distance; // 최단거리 테이블 return 
	}
	
	// 먹을 물고기의 위치를 찾는 함수
	static int[] find_fish(int[][] dis) {
		int x=0,y=0; // 상어가 이동할 위치
		int min_dis=Integer.MAX_VALUE; // 해당 위치까지 이동하기 위한 최단거리
		
		/*
		 * 최단거리 테이블을 사용하여 상어의 주변중 이동할 수 있으며, 
		 * 물고기의 크기가 현재 상어의 크기보다 작고, 물고기가 1마리 이상 있는 곳 중 가장 가까운 곳을 찾는다. 
		 */
		for(int i=0;i<n;i++) {
			for(int j=0;j<n;j++) {
				if(dis[i][j]!=-1&&map[i][j]<now_size&&map[i][j]>=1) {
					if(dis[i][j]<min_dis) {
						x=i;
						y=j;
						min_dis=dis[i][j];
					}
				}
			}
		}
		
		// 최단거리가 갱신되지 않았다면 더이상 먹을 수 있는 물고기가 없다는 의미, 엄마상어 호출
		if(min_dis==Integer.MAX_VALUE) {
			System.out.println(result); // 아기 상어가 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는 시간 출력
			System.exit(0); // 프로그램 종료
		}
		
		int[] point=new int[3];
		point[0]=x; // 다음 상어의 x 좌표
		point[1]=y; // 다음 상어의 y 좌표
		point[2]=min_dis; // 상어가 움직인 거리
		
		return point;
	}
}

 

[고찰]

 이번 문제는 BFS를 사용하여 해결하는 시뮬레이션 문제로 문제에 제시된 조건도 많고 이해하기도 힘들었다. 중간중간 어려움이 있어 다른 사람의 코드를 참고하며 해결하였다. 해당 문제를 해결하기 위해서는 두 가지의 함수를 구현해야 한다. 

 

*** 1) 최단거리 구하기(dfs 함수)

1-1) 아기 상어의 위치를 기준으로 모든 위치까지의 최단 거리를 구한다. 

1-2) 이때 최단거리를 구해야 하는 위치는 아기상어가 갈 수 있는 위치여야 하므로 해당 칸의 물고기의 크기가 아기 상어의 현재 크기보다 작거나 같아야 한다. 

 

*** 2) 먹을 수 있는 물고기의 위치 찾기(find_fish 함수)

1-1) 최단 거리가 저장되어 있는 배열을 탐색하면서 먹을 수 있는 물고기의 위치를 구한다. 

1-2) 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기의 위치는 아기 상어가 해당 칸으로 이동할 수 있고(최단 거리가 저장된 배열의 값이 -1이 아님), 해당 칸에 물고기가 있으면서(물고기의 크기가 1 이상), 물고기 크기가 현재 아기 상어의 크기 보다 작아야 한다. 

1-3) 위의 조건을 만족하는 위치 중 아기 상어가 이동할 거리가 가장 작은 곳의 위치를 선택하여 이동한다. 

1-4) 최단거리 배열을 모두 탐색했음에도 아기 상어가 이동할 수 없다면 누적된 이동 시간을 출력 후 프로그램을 종료한다. 

 

추가로 아기 상어의 초기 위치도 나중에는 이동할 수 있는 위치이기 때문에 다시 0으로 초기화 해주어야 하며, 먹을 물고기를 찾을 때 최단 거리의 배열을 왼쪽 위부터 탐색하게 되므로 (거리가 가까운 물고기가 많다면, 가장 위에 있는 물고기, 그러한 물고기가 여러마리라면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다.) 해당 조건을 자연스럽게 만족하게 된다.