[BAEKJOON 백준] 16236 아기 상어

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.

출력

첫째 줄에 아기 상어가 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는 시간을 출력한다.

 

사방탐색과 BFS를 이용을 해서 문제를 해결했다.

 

그리고 상어 클래스와 fish 클래스를 만들어서 데이터를 담았다.

 

shark 클래스에는 아기 상어의 위치와 크기 이동 횟수와 먹은 횟수를 저장할 수 있도록 했다.

 

그리고 fish 클래스에는 좌포와 크기, 거리를 저장할 수 있도록 했다.

 

그리고 fish 클래스에 comparable을 implements를 해서 우선순위를 가지도록 했다.

 

bfs에서 priorityqueue를 이용을 해서 아기상어와 가까운 fish가 가장 먼저 나올수 있도록 했다.

 

 

 

 

 

import java.io.IOException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;

/**
 * https://www.acmicpc.net/problem/16236
 * 아기 상어가 물고기에 도달하는 지점까지가 한 번의 BFS. 물고기를 먹으면 그 지점에서 새로운 BFS 시작
 */
public class Main {
    // 사방탐색용 배열
    static int[][] dir = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};

    // 공간의 크기 N(2 ≤ N ≤ 20)
    static int N;

    static int[][] map;
    static boolean[][] visited;

    // 정답
    static int moveCnt;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	Scanner sc = new Scanner(System.in);


        N = sc.nextInt(); // 공간의 크기 N(2 ≤ N ≤ 20)

        map = new int[N][N];

        Shark shark = null;
        for (int r = 0; r < N; r++) {
            for (int c = 0; c < N; c++) {
                map[r][c] = sc.nextInt();
                // 상어가 있던 지점은 상어를 표시하고 상어는 여기를 다시 지나갈 수 있다.
                if (map[r][c] == 9) {
                    map[r][c] = 0;
                    // 처음 상어의 크기는 2
                    shark = new Shark(r, c, 2, 0, 0);
                }
            }
        }

        // 이 상어를 타고 탐색 시작
        bfs(shark);

        System.out.println(moveCnt);

    }

    // 상어가 범위을 확장해가며 물고기를 찾는다.
    static void bfs(Shark shark) {
        Queue<Shark> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(shark);
        // 여기가 새로운 상어의 위치 --> 새로 bfs
        visited = new boolean[N][N];
        visited[shark.row][shark.col] = true;

        // 상어와 가장 가까운 depth에 있는 물고기들
        PriorityQueue<Fish> targetFishList = new PriorityQueue<>();

        Shark front = null;

        // 처음 희생양이 발견된 depth 다음 depth는 돌 필요가 없다.
        findFish: while (!queue.isEmpty()) {
            front = queue.poll();

            for (int d = 0; d < dir.length; d++) {
                int nr = front.row + dir[d][0];
                int nc = front.col + dir[d][1];

                if (isIn(nr, nc) && !visited[nr][nc]) {
                    visited[nr][nc] = true;
                    // 크기가 상어와 같거나 0이면 이동/통과 가능
                    if (map[nr][nc] == 0 || map[nr][nc] == front.size) {
                        queue.add(new Shark(nr, nc, front.size, front.depth + 1, front.eatCnt));
                    }
                    // 먹을 수 있는 녀석이 발견되었다면 해당 물고기를 담아놓자. - 먹이 후보
                    else if (map[nr][nc] < front.size) {
                    	// 처음일 경우 물고기를 입력
                    	if (targetFishList.isEmpty()) {
                            targetFishList.add(new Fish(nr, nc, map[nr][nc], front.depth + 1));
                    	}
                    	else {                    	
                    		Fish first = targetFishList.peek();
                    		if (first.depth < front.depth + 1) {  // 같은 거리가 아니라면...
                    			break findFish;
                    		}
                    		else {
                    			targetFishList.add(new Fish(nr, nc, map[nr][nc], front.depth + 1));
                    		}
                    	}
                    }
                }
            }
        }

        // 먹을 물고기가 없으면 종료
        if (targetFishList.isEmpty()) {
            return;
        }
        // 물고기가 있으면 먹으러 가자.
        else {
            // PriorityQueue이므로 맨 위의 물고기가 목표
            Fish fish = targetFishList.poll();
            // System.out.println("먹은놈: " + fish);
            front.eat();
            // 이제 그 지점에 물고기 없음
            map[fish.row][fish.col] = 0;
            // 이동 회수는 업데이트 해주고
            moveCnt += fish.depth;
            // 이 지점이 새로운 BFS 시점
            bfs(new Shark(fish.row, fish.col, front.size, 0, front.eatCnt));
        }
    }

    static boolean isIn(int r, int c) {
        return 0 <= r && 0 <= c && r < N && c < N;
    }

    static class Fish implements Comparable<Fish> {
        int row, col;
        int size; // 크기
        int depth;// 거리

        public Fish(int row, int col, int size, int depth) {
            super();
            this.row = row;
            this.col = col;
            this.size = size;
            this.depth = depth;
        }

        // 1순위 depth, 2순위 세로 위쪽, 3순위 가로 왼쪽
        @Override
        public int compareTo(Fish o) {
            if (depth == o.depth) {
                if (row == o.row) {
                    return Integer.compare(col, o.col);
                } else {
                    return Integer.compare(row, o.row);
                }
            } else {
                return Integer.compare(depth, o.depth);
            }
        }
    }

    static class Shark {
        int row, col;
        int size; // 상어의 크기
        int depth;// 이동 회수
        int eatCnt;// 먹은 회수

        public Shark(int row, int col, int size, int depth, int eatCnt) {
            super();
            this.row = row;
            this.col = col;
            this.size = size;
            this.depth = depth;
            this.eatCnt = eatCnt;
        }

        // 한번에 한 마리씩 먹고 몸집만큼 먹으면 크기 변경
        public void eat() {
            // System.out.print("변경 전: 먹은 수: "+eatCnt+", 크기: "+size);
            eatCnt++;
            if (eatCnt == size) {
            	size++;
                eatCnt = 0;
            }
        }
    }

    // END:

}