백준 16236번: 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.

 

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풀이

아기 상어가 최우선적으로 가는 곳을 조건에 따라 찾아야 한다. 단순히 생각하자면, 택시 거리를 구하여 거리가 가장 작은 점 중 row, col이 가장 작은 점을 찾으면 되겠지만, 아기 상어는 자기보다 덩치가 큰 물고기가 없기때문에 택시 거리를 쓸 수는 없을 것이다. 그러면 자료를 둘러보면서 거리를 기록하는 방법? → BFS를 써야겠다!

이동할 때마다 아기 상어의 좌표, visited 상태, 물고기 상태 등이 바뀌기 때문에 한 마리의 물고기마다 BFS를 적용해야 할 것이다.

조건도 사소하게 많아 신경 쓸 것도 많지만 더럽다는 수준은 아니다. 따라서 적당히 challenging한 수준에서 구현 연습을 할 수 있다. 또한, BFS랑 시뮬레이션 섞는 문제를 처음 봐서 그런지 참신하게 느껴진다. 좋은 문제인 듯?

 

코드

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

public class Main {
    static int[][] ocean;
    static int N;

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        N = Integer.parseInt(br.readLine());
        StringTokenizer st;
        BabyShark b = null;
        ocean = new int[N][N];
        int[] dr = {-1, 1, 0, 0};
        int[] dc = {0, 0, -1, 1};

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                ocean[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (ocean[i][j] == 9) {
                    b = new BabyShark(i, j, 2);
                    ocean[i][j] = 0; // 본인이 있던 자리는 자유롭게 이동할 수 있도록 처리
                }
            }
        }

        int ans = 0;
        int count = 0;
        while (true) {
            Graph g = new Graph(0, 0, Integer.MAX_VALUE);

            // BFS: Graph 클래스 기준 최단거리 하나 찾으면 됨.
            Graph tempG;
            boolean[][] visited = new boolean[N][N];
            int depth = 0;
            Queue<int[]> queue = new ArrayDeque<>();
            queue.offer(new int[] {b.row, b.col});
            visited[b.row][b.col] = true;

            while (!queue.isEmpty()) {
                int size = queue.size();

                // graph가 값을 가졌다면: 뒤에 값은 depth가 더 클 수밖에 없으니 여기서 break
                if (g.dist < Integer.MAX_VALUE) break;
                depth++;
                while (size-- > 0) {
                    int[] temp = queue.poll();
                    int row = temp[0];
                    int col = temp[1];
                    for (int i = 0; i < 4; i++) {
                        int nr = row + dr[i];
                        int nc = col + dc[i];
                        if (nr < 0 || nr >= N || nc < 0 || nc >= N) continue;
                        // 자기보다 큰 물고기를 지나가지 못함
                        if (ocean[nr][nc] > b.size || visited[nr][nc]) continue; 
                        visited[nr][nc] = true;
                        queue.offer(new int[] {nr, nc});

                        // 자기보다 작은 물고기면 거리 기록하여 가장 가까우면 저장
                        if (ocean[nr][nc] < b.size && ocean[nr][nc] > 0) {
                            tempG = new Graph(nr, nc, depth); 
                            if (g.compareTo(tempG) > 0) {
                                g = new Graph(nr, nc, depth);
                            }
                        }
                    }
                }
            }

            // graph가 갱신되지 않은 경우: 갈 수 있는 점이 없음, 종료
            if (g.dist == Integer.MAX_VALUE) break;

            // ans에 거리만큼 더해주고, 그 자리에 있는 물고기를 먹었으니 0으로 초기화
            ans += g.dist;
            ocean[g.row][g.col] = 0;

            // count따라 size 늘릴지 안 늘릴지 결정, 아기상어 위치 바꿔주기
            if (++count == b.size) {
                b = new BabyShark(g.row, g.col, b.size + 1);
                count = 0;
            }
            else b = new BabyShark(g.row, g.col, b.size);

        }
        System.out.println(ans);
    }
	
	
    static class BabyShark{
        int row;
        int col;
        int size;

        public BabyShark(int row, int col, int size) {
            this.row = row;
            this.col = col;
            this.size = size;
        }

        void sing() {
            System.out.println("아기 상어 뚜루루뚜루~");
        }
    }


    static class Graph implements Comparable<Graph>{
        int row;
        int col;
        int dist;

        public Graph(int row, int col, int dist) {
            this.row = row;
            this.col = col;
            this.dist = dist;
        }

        @Override
        public int compareTo(Graph o) {
            if (this.dist == o.dist) {
                if (this.row == o.row) {
                    return Integer.compare(this.col, o.col);
                }
                return Integer.compare(this.row, o.row);
            }
            return Integer.compare(this.dist, o.dist);
        }
    }
	
}

 

P.S.

'아기 상어' 동영상이 100억뷰를 넘겼다. K-동요 클래스 ㄷㄷ

https://www.youtube.com/watch?v=XqZsoesa55w