[BOJ] 백준 16236번 아기상어 (Java)

#16236 아기 상어

난이도 : 골드 4

유형 : 그래프 탐색/ BFS

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.

 

 

 

문제 풀이 

설계의 중요성을 느끼는 문제이다. 공간, 시간의 제약도 크게 없어 문제는 그렇게 어렵지 않지만 설계를 얼마나 빠르고 잘하느냐의 문제인 것 같다. 

 

주어진 조건부터 정리해보자.

초기값

• 맵 크기 : NxN (2<=N<=20) 한 칸에 물고기 1마리,
• 아기 상어 크기 :2,
• move : 상하좌우 1초

아기 상어 이동 조건 

• 아기 상어 size >= 물고기 크기 

이동 결정 방법

• 먹을 물고기 없으면 엄마 break;
• 먹을 물고기 == 1 , 해당 물고기로 이동
• 먹을 물고기 > 1 , 가장 가까운 물고기로 이동

  * 가장 가까운 물고기 기준 ( 가장 위, 가장 왼쪽 ) // 이런거 놓치지말고 잘 숙지해놓고 코딩하자 

 

풀이 과정

1. 아기 상어 위치 찾기 (map[i][j] ==9)
2. 먹을 수 있는 물고기 찾기 (BFS탐색, preyList에 저장) 
   1. 먹을 수 있는 물고기 == 0 이면 break; 
   2. 먹을 수 있는 물고기 > 1 이면 정렬,  먹을 수 있는 물고기 1이면 그냥 패스
   3. 먹을 물고기 preyList.get(0)을 먹은 후, 걸린 시간, 아기 상어 위치, 아기 상어 크기를 재설정 한 다음 위의 과정 다시 반복하면 끝

   → BFS탐색을 하면 가장 가까운 거리부터 탐색을 하기 때문에 찾자마자 break를 걸으려 했지만, 같은 거리인 경우가 존재하여 BFS로 먹이를 모두 탐색 후 preyList에 저장한 다음 정렬하는 방법(2-3)을 선택했다. 

 

풀이 코드

// #16236 graph 아기상어 (BFS)  
import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {

	static int n, pos_x, pos_y, time=0, size=2;
	static int[][] map;
	static boolean[][] check;
	static int[] dx = {1,-1,0,0};
	static int[] dy = {0,0,1,-1};
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		n = Integer.parseInt(br.readLine());
		map = new int[n][n];
		StringTokenizer st = null;
		
		int start_x =0, start_y=0;
		for(int i=0; i<n; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j=0; j<n; j++) {
				int num = Integer.parseInt(st.nextToken());
				map[i][j] = num;
				if(num == 9) { // 아기 상어 위치 
					start_x =i;
					start_y= j;
				}
						
			}
		}
		bfs(start_x, start_y);
		System.out.println(time);
	}
	
	static void bfs(int x, int y) {
		
		int eating =0;
		pos_x= x; pos_y= y;
		
		while(true) {
			Queue<Fish> q = new LinkedList<>();
			List<Fish> preyList = new ArrayList<>();
			check = new boolean[n][n];
						
			check[pos_x][pos_y] = true;
			q.add(new Fish(pos_x,pos_y,0));
			
			// 먹을 물고기 BFS 탐색 
			while(!q.isEmpty()) {
				Fish nxt = q.poll();
				int nMove = nxt.move;
				
				for(int i=0; i<4; i++) {
					int nx = nxt.x + dx[i];
					int ny = nxt.y + dy[i];
					
					if(nx <0 || ny <0 || nx>n-1 || ny>n-1) continue;
					if(check[nx][ny]) continue;
					check[nx][ny] = true;
						
					if(map[nx][ny] <= size) {
						if(map[nx][ny] !=0 && map[nx][ny] < size){
							preyList.add(new Fish(nx,ny,nMove+1));
						}
						q.add(new Fish(nx, ny, nMove+1));							
					}
				}
			}
				

			// 먹이없으면 종료 
			if(preyList.size()==0) {
				break;
			}else {
				// 가장 가까운 먹이 찾기 
				if(preyList.size()>1) {					
					preySort(preyList);
				}
				
				
				// 걸린 시간, 아기 상어 위치, 아기 상어 크기를 재설정 한 다음 위의 과정 다시 반복
				Fish eat = preyList.get(0);
				time += eat.move;
				eating++;
				
				// 아기 상어 위치 다시 세팅  
				map[pos_x][pos_y] =0;
				pos_x = eat.x;
				pos_y = eat.y;
				map[pos_x][pos_y] = 9;

				// 아기 상어 크기 == 먹은 물고기 수 -> 사이즈+1
				if(size == eating) {
					size ++;
					eating =0;
				}
				
			}
		}

	}
	
	static void preySort(List<Fish> list) {
		Collections.sort(list, new Comparator<Fish>() {
			@Override
			public int compare(Fish o1, Fish o2) {
				// 1. 가장 가까운(move) 2. 가장 위 (x) , 3.가장 왼쪽(y)
				if(o1.move == o2.move) {
					if(o1.x == o2.x) {
						// 가장 왼쪽
						return o1.y-o2.y;
					}else {
						// 가장 위  
						return o1.x-o2.x;
					}
				}else {
					// 가장 가까운 곳 
					return o1.move- o2.move;
				}
			}
		});
	}
}

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