[C/C++] 백준 - 16236번 (아기 상어)

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

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.

 

너비 우선 탐색(BFS)을 통한 시물레이션 문제이다.

조건 대로 코드를 작성하는 것이 중요한 문제로 조건을 신경써서 잘 봐야한다.

 

<조건>

1. 아기상어의 이동 경로는 자신보다 큰 물고기가 존재하는 칸은 지나갈 수 없다

(자신과 크기가 같은 물고기가 존재하는 칸은 이동은 가능하지만 물고기를 먹을 수는 없다)

2. 아기상어가 먹을 수 있는 물고기가 존재한다면?

   (1) 1마리만 존재할 때

        -> 그 위치로 이동하여 물고기를 먹고 시작 위치를 초기화시키면 된다

   (2) 1마리보다 많은 경우가 존재할 때

          (2) - 1. 가장 가까운 물고기를 먹어야한다

                    -> 가장 가까운 물고기가 1마리가 아닐 때는?

          (2)  - 2. 가장 위쪽과 왼쪽에 위치한 물고기를 먹어야한다.

3. 자신의 크기의 수 만큼 물고기를 먹으면 아기상어의 사이즈 +1

4. 아기상어가 먹을 수 있는 물고기가 더 이상 존재하지 않을 때 프로그램 종료 및 시간 출력

 

 

위 조건에 따라 코드를 작성해주면 된다.

조건에 따라 코드를 나누어서 보면,

 

1,2. 아기 상어의 이동경로 조건에 따라 이동할 때, 먹을 수 있는 물고기가 존재한가?

bool is_Possible() {
	// 큐에 아기상어의 초기 위치가 담겨있음
	cnt = 0;
	int nextX, nextY;
	while (!q.empty()) {
		int cur_x = q.front().first;
		int cur_y = q.front().second;
		q.pop();

		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			nextX = cur_x + dx[i];
			nextY = cur_y + dy[i];

			if (nextX < 0 || nextX >= N || nextY < 0 || nextY >= N) continue;
			if (visited[nextX][nextY] == 0) {
				if (map[nextX][nextY] == 0 || map[nextX][nextY] <= shark_size) {
					if (map[nextX][nextY] != 0 && map[nextX][nextY] < shark_size) {
						// 먹을 수 있는 것
						cnt++;
                        // 먹을 수 있는 물고기 위치는 벡터에 넣어준다
						v.push_back({ nextX,nextY });
					}
					q.push({ nextX, nextY });
					visited[nextX][nextY] = visited[cur_x][cur_y] + 1;
				}
			}
		}
	}
	if (cnt > 0) return true;
	return false;
}

먹을 수 있는 물고기가 존재한다면 true를 반환하며, 전역변수인 cnt를 통해 총 몇마리가 존재하는지까지 알 수 있다

 

2.(1), 2.(2). 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기가 존재한다면, 그 수에 따라 조건을 달리하여 위치로 이동해야한다

2.(1)은 1마리만 존재하므로 그 위치로 이동하면 되고, 2.(2)는 1마리가 아닌 여러마리가 존재하므로 우선순위대로 정렬을 해주어 가장 최우선순위 위치의 물고기를 먹으면 된다. 

먹을 수 있는 물고기의 위치는 벡터에 넣어주었고, 우선순위를 정해주는 것은 벡터를 우선순위대로 정렬해주는 방식으로 구현해주었다.

bool compare(pair<int, int> a, pair<int, int> b) {
	// 시작지점으로부터 물고기 위치가 같다면? -> 가장 위쪽, 왼쪽의 위치 물고기가 우선순위
	if (visited[a.first][a.second] == visited[b.first][b.second]) {
    	// x좌표가 같다면? -> 가장 왼쪽의 위치
		if (a.first == b.first) return a.second < b.second;
		else return a.first < b.first;
	}
	else {
    // 시작지점으로부터 물고기 위치가 모두 다르면 가장 가까운 것부터
		return visited[a.first][a.second] < visited[b.first][b.second];
	}
}

이제 아기상어가 물고기를 먹는 위치를 모두 정했으므로, 그 위치로 아기상어가 이동하고 그 거리만큼 시간을 추가시켜주면 된다. 그리고 그 위치를 다시 초기위치로 초기화시켜주고 큐에 넣어준다. 여기서 끝이 아니라, 맵 모양도 변경되므로 맵 또한 변경시켜준다

 

그리고 아기 상어는 자신의 크기의 수만큼 물고기를 먹으면 크기가 1 증가하므로 이 부분도 아기상어를 이동시킨 후 마지막에 검사해주었다.

void judge_size() {
	for_big--;
	if (for_big == 0) {
		shark_size++;
		for_big = shark_size;
	}
}

 

아래는 전체 코드이다.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<vector>
#include<queue>
#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#define sz 23
#define endl "\n"

using namespace std;

// 자신의 크기보다 작은 물고기만 먹을 수 있음. 크기가 같은 물고기는 먹을 수 없지만 지나갈 수는 있음
// 자신의 크기와 같은 수의 물고기를 먹을 때마다 크기가 1 증가

int N,T;
int map[sz][sz];
int visited[sz][sz];
int start_x, start_y;

queue<pair<int, int>> q;
vector<pair<int, int>> v;

int cnt = 0;
int shark_size = 2;
int for_big = shark_size;

int dx[4] = { 1,-1,0,0 };
int dy[4] = { 0,0,1,-1 };

void input() {
	cin >> N;
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			cin >> map[i][j];
			if (map[i][j] == 9) {
				q.push({ i,j });
				start_x = i;
				start_y = j;
				visited[i][j] = 1;
			}
		}
	}
}

bool is_Possible() {
	cnt = 0;
	int nextX, nextY;
	while (!q.empty()) {
		int cur_x = q.front().first;
		int cur_y = q.front().second;
		q.pop();

		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			nextX = cur_x + dx[i];
			nextY = cur_y + dy[i];

			if (nextX < 0 || nextX >= N || nextY < 0 || nextY >= N) continue;
			if (visited[nextX][nextY] == 0) {
				if (map[nextX][nextY] == 0 || map[nextX][nextY] <= shark_size) {
					if (map[nextX][nextY] != 0 && map[nextX][nextY] < shark_size) {
						// 먹을 수 있는 것
						cnt++;
						v.push_back({ nextX,nextY });
					}
					q.push({ nextX, nextY });
					visited[nextX][nextY] = visited[cur_x][cur_y] + 1;
				}
			}
		}
	}
	if (cnt > 0) return true;
	return false;
}

void copy() {
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			if (map[i][j] == 9) {
				if (i != start_x || j != start_y) {
					map[i][j] = 0;
				}
			}
			if (i == start_x && j == start_y) map[i][j] = 9;
		}
	}
}

bool compare(pair<int, int> a, pair<int, int> b) {
	if (visited[a.first][a.second] == visited[b.first][b.second]) {
		if (a.first == b.first) return a.second < b.second;
		else return a.first < b.first;
	}
	else {
		return visited[a.first][a.second] < visited[b.first][b.second];
	}
}

void Empty_vector() {
	while (!v.empty()) v.pop_back();
}

void judge_size() {
	for_big--;
	if (for_big == 0) {
		shark_size++;
		for_big = shark_size;
	}
}

void Move_Shark() {
	int x = v.front().first;
	int y = v.front().second;
	v.pop_back();
	q.push({ x,y });
	T += visited[x][y] - 1;
	start_x = x;
	start_y = y;
	copy();
	judge_size();
}

void Solve() {
	while (1) {
		if (is_Possible() == false) break;
		if (cnt == 1) 
			Move_Shark();
		else {
			sort(v.begin(), v.end(), compare);
			Move_Shark();
		}
		Empty_vector();
		memset(visited, 0, sizeof(visited));
		visited[start_x][start_y] = 1;
	}
}

// 처음 아기상어 크기는 2로 고정
int main() {
	input();
	Solve();

	cout << T;

	return 0;
}