[BAEKJOON 백준] 19237 어른 상어 (JAVA)

https://www.acmicpc.net/problem/19237

19237번: 어른 상어

 

문제

청소년 상어는 더욱 자라 어른 상어가 되었다. 상어가 사는 공간에 더 이상 물고기는 오지 않고 다른 상어들만이 남아있다. 상어에는 1 이상 M 이하의 자연수 번호가 붙어 있고, 모든 번호는 서로 다르다. 상어들은 영역을 사수하기 위해 다른 상어들을 쫓아내려고 하는데, 1의 번호를 가진 어른 상어는 가장 강력해서 나머지 모두를 쫓아낼 수 있다.

N×N 크기의 격자 중 M개의 칸에 상어가 한 마리씩 들어 있다. 맨 처음에는 모든 상어가 자신의 위치에 자신의 냄새를 뿌린다. 그 후 1초마다 모든 상어가 동시에 상하좌우로 인접한 칸 중 하나로 이동하고, 자신의 냄새를 그 칸에 뿌린다. 냄새는 상어가 k번 이동하고 나면 사라진다.

각 상어가 이동 방향을 결정할 때는, 먼저 인접한 칸 중 아무 냄새가 없는 칸의 방향으로 잡는다. 그런 칸이 없으면 자신의 냄새가 있는 칸의 방향으로 잡는다. 이때 가능한 칸이 여러 개일 수 있는데, 그 경우에는 특정한 우선순위를 따른다. 우선순위는 상어마다 다를 수 있고, 같은 상어라도 현재 상어가 보고 있는 방향에 따라 또 다를 수 있다. 상어가 맨 처음에 보고 있는 방향은 입력으로 주어지고, 그 후에는 방금 이동한 방향이 보고 있는 방향이 된다.

모든 상어가 이동한 후 한 칸에 여러 마리의 상어가 남아 있으면, 가장 작은 번호를 가진 상어를 제외하고 모두 격자 밖으로 쫓겨난다.

<그림 1>

우선 순위
상어 1		상어 2		상어 3		상어 4
↑	↓ ← ↑ →	↑	↓ → ← ↑	↑	→ ← ↓ ↑	↑	← → ↑ ↓
↓	→ ↑ ↓ ←	↓	↓ ↑ ← →	↓	↑ → ← ↓	↓	← ↓ → ↑
←	← → ↓ ↑	←	← → ↑ ↓	←	↑ ← ↓ →	←	↑ → ↓ ←
→	→ ← ↑ ↓	→	→ ↑ ↓ ←	→	← ↓ ↑ →	→	↑ → ↓ ←

<표 1>

<그림 1>은 맨 처음에 모든 상어가 자신의 냄새를 뿌린 상태를 나타내며, <표 1>에는 각 상어 및 현재 방향에 따른 우선순위가 표시되어 있다. 이 예제에서는 k = 4이다. 왼쪽 하단에 적힌 정수는 냄새를 의미하고, 그 값은 사라지기까지 남은 시간이다. 좌측 상단에 적힌 정수는 상어의 번호 또는 냄새를 뿌린 상어의 번호를 의미한다.

<그림 2>

<그림 3>

<그림 2>는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태이고, <그림 3>은 <그림 2>의 상태에서 한 칸 더 이동한 것이다. (2, 4)에는 상어 2과 4가 같이 도달했기 때문에, 상어 4는 격자 밖으로 쫓겨났다.

<그림 4>

<그림 5>

<그림 4>은 격자에 남아있는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태, <그림 5>는 <그림 4>에서 한 칸 더 이동한 상태를 나타낸다. 상어 2는 인접한 칸 중에 아무 냄새도 없는 칸이 없으므로 자신의 냄새가 들어있는 (2, 4)으로 이동했다. 상어가 이동한 후에, 맨 처음에 각 상어가 뿌린 냄새는 사라졌다.

이 과정을 반복할 때, 1번 상어만 격자에 남게 되기까지 몇 초가 걸리는지를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 줄에는 N, M, k가 주어진다. (2 ≤ N ≤ 20, 2 ≤ M ≤ N2, 1 ≤ k ≤ 1,000)

그 다음 줄부터 N개의 줄에 걸쳐 격자의 모습이 주어진다. 0은 빈칸이고, 0이 아닌 수 x는 x번 상어가 들어있는 칸을 의미한다.

그 다음 줄에는 각 상어의 방향이 차례대로 주어진다. 1, 2, 3, 4는 각각 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽을 의미한다.

그 다음 줄부터 각 상어의 방향 우선순위가 상어 당 4줄씩 차례대로 주어진다. 각 줄은 4개의 수로 이루어져 있다. 하나의 상어를 나타내는 네 줄 중 첫 번째 줄은 해당 상어가 위를 향할 때의 방향 우선순위, 두 번째 줄은 아래를 향할 때의 우선순위, 세 번째 줄은 왼쪽을 향할 때의 우선순위, 네 번째 줄은 오른쪽을 향할 때의 우선순위이다. 각 우선순위에는 1부터 4까지의 자연수가 한 번씩 나타난다. 가장 먼저 나오는 방향이 최우선이다. 예를 들어, 우선순위가 1 3 2 4라면, 방향의 순서는 위, 왼쪽, 아래, 오른쪽이다.

맨 처음에는 각 상어마다 인접한 빈 칸이 존재한다. 따라서 처음부터 이동을 못 하는 경우는 없다.

출력

1번 상어만 격자에 남게 되기까지 걸리는 시간을 출력한다. 단, 1,000초가 넘어도 다른 상어가 격자에 남아 있으면 -1을 출력한다.

예제 입력 1 복사

5 4 4
0 0 0 0 3
0 2 0 0 0
1 0 0 0 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3

예제 출력 1 복사

14

문제에 나온 그림과 같다.

예제 입력 2 복사

4 2 6
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 2
4 3
1 2 3 4
2 3 4 1
3 4 1 2
4 1 2 3
1 2 3 4
2 3 4 1
3 4 1 2
4 1 2 3

예제 출력 2 복사

26

예제 입력 3 복사

5 4 1
0 0 0 0 3
0 2 0 0 0
1 0 0 0 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3

예제 출력 3 복사

-1

예제 입력 4 복사

5 4 10
0 0 0 0 3
0 0 0 0 0
1 2 0 0 0
0 0 0 0 4
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3

 

기본적으로 BFS를 활용하여 문제를 해결했다.

먼저 Shark라는 class를 만들어서 관리를 했다. 이때 최초로 상어의 number을 기준으로 정렬해 주기위하여 comparable을 활용을 해서 정렬을 해준다.

stayNum이라는 값을 활용을 해서 해당 위치에 실제로 상어가 있는지 확인해 준다.

여기서 0의 경우 상어가 없는 경우이고, 1의 경우 smell이 남아있는 자신의 땅으로 이동했을 경우, 2의 경우 빈 값으로 이동한 경우를 의미한다.

이렇게 상어들이 계속 이동을 하게 되고, 1번 상어가 남으면 time을 출력해 준다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
	private static class Shark implements Comparable<Shark> {
    	//x x좌표
        //y y좌표
        //number 상어의 번호
        //smell 상어의 냄새
        //direction 상어의 방향
		int x, y, number, smell, direction;
        //상어가 향하는 방향을 저장하는 배열
		int nextDirect[][];
		int stayNum;

		public Shark(int x, int y, int number, int smell, int direction, int[][] nextDirect) {
			super();
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.number = number;
			this.smell = smell;
			this.direction = direction;
			this.nextDirect = nextDirect;
		}

		public Shark(int number, int smell, int stayNum) {
			super();
			this.number = number;
			this.smell = smell;
			this.stayNum = stayNum;
		}

		@Override
		public int compareTo(Shark o) {
			return this.number - o.number;
		}
	}

	private static int N, M, K;
	private static Shark map[][];
	// 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽
	private static int dx[] = { 0, -1, 1, 0, 0 };
	private static int dy[] = { 0, 0, 0, -1, 1 };

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		K = Integer.parseInt(st.nextToken());
		map = new Shark[N][N];
		LinkedList<Shark> shark = new LinkedList<>();
		for (int i = 0; i < N; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for (int j = 0; j < N; j++) {
				int temp = Integer.parseInt(st.nextToken());
				if (temp > 0) {
					map[i][j] = new Shark(temp, K, 2);
					shark.add(new Shark(i, j, temp, K, 0, new int[5][5]));
				}
			}
		}
		Collections.sort(shark);
        //상어가 바라보고 있는 방향을 저장
		st = new StringTokenizer(br.readLine());
		for (int i = 1; i <= M; i++) {
			Shark s = shark.poll();
			s.direction = Integer.parseInt(st.nextToken());
			shark.add(s);
		}
		//상어가 이동하는 우선순위 저장
		for (int k = 0; k < shark.size(); k++) {
			Shark s = shark.poll();
			for (int i = 0; i < 4; i++) {
				st = new StringTokenizer(br.readLine());
				for (int j = 0; j < 4; j++) {
					s.nextDirect[i + 1][j + 1] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				}
			}
			shark.add(s);
		}
		int time = 0;
		while (shark.size() > 1 && time <= 1000) {
			time++;
            // 남아있는 smell의 크기 감소 및 삭제
			for (int i = 0; i < N; i++) {
				for (int j = 0; j < N; j++) {
					if (map[i][j] != null) {
						map[i][j].smell--;
						map[i][j].stayNum = 0;
					}
					if (map[i][j] != null && map[i][j].smell < 0) {
						map[i][j] = null;
					}
				}
			}
			int size = shark.size();
			for (int i = 0; i < size; i++) {
				Shark s = shark.poll();
				boolean check = false;
                // 4방을 확인하여 빈칸이 있으면 이동
                // 이동을 하게되면 stayNum은 2가 된다.
				for (int j = 0; j < 4; j++) {
					int x = s.x + dx[s.nextDirect[s.direction][j + 1]];
					int y = s.y + dy[s.nextDirect[s.direction][j + 1]];
					if (x < 0 || x >= N || y < 0 || y >= N) {
						continue;
					}
					if (map[x][y] == null) {
						s.direction = s.nextDirect[s.direction][j + 1];
						map[x][y] = new Shark(s.number, K, 2);
						s.x = x;
						s.y = y;
						shark.add(s);
						check = true;
						break;
                        // 자신보다 작은 수의 상어가 있는 자리를 의미해서 배열에서 나간다.
					} else if (map[x][y] != null && map[x][y].stayNum==2) {
						check = true;
						break;
					}
				}
                // 빈칸으로 이동을 못했을 경우, 나의 칸으로 이동
                // 이때 stayNum은 1로 한다.
				if (!check) {
					for (int j = 0; j < 4; j++) {
						int x = s.x + dx[s.nextDirect[s.direction][j + 1]];
						int y = s.y + dy[s.nextDirect[s.direction][j + 1]];
						if (x < 0 || x >= N || y < 0 || y >= N) {
							continue;
						}
						if (map[x][y] != null && map[x][y].number == s.number) {
							map[x][y].stayNum = 1;
							map[x][y].smell = K;
							s.x = x;
							s.y = y;
							s.direction = s.nextDirect[s.direction][j + 1];
							shark.add(s);
							check = true;
							break;
						}
					}
				}
			}
		}
		if (time > 1000) {
			time = -1;
		}
		System.out.println(time);
	}
}