[BOJ] 백준 1600번 말이 되고픈 원숭이 (Java)

#1600 말이 되고픈 원숭이

난이도 : 골드 4

유형 : 그래프 탐색/ BFS

1600번: 말이 되고픈 원숭이

▸ 문제

동물원에서 막 탈출한 원숭이 한 마리가 세상구경을 하고 있다. 그 녀석은 말(Horse)이 되기를 간절히 원했다. 그래서 그는 말의 움직임을 유심히 살펴보고 그대로 따라 하기로 하였다. 말은 말이다. 말은 격자판에서 체스의 나이트와 같은 이동방식을 가진다. 다음 그림에 말의 이동방법이 나타나있다. x표시한 곳으로 말이 갈 수 있다는 뜻이다. 참고로 말은 장애물을 뛰어넘을 수 있다.

근데 원숭이는 한 가지 착각하고 있는 것이 있다. 말은 저렇게 움직일 수 있지만 원숭이는 능력이 부족해서 총 K번만 위와 같이 움직일 수 있고, 그 외에는 그냥 인접한 칸으로만 움직일 수 있다. 대각선 방향은 인접한 칸에 포함되지 않는다.

이제 원숭이는 머나먼 여행길을 떠난다. 격자판의 맨 왼쪽 위에서 시작해서 맨 오른쪽 아래까지 가야한다. 인접한 네 방향으로 한 번 움직이는 것, 말의 움직임으로 한 번 움직이는 것, 모두 한 번의 동작으로 친다. 격자판이 주어졌을 때, 원숭이가 최소한의 동작으로 시작지점에서 도착지점까지 갈 수 있는 방법을 알아내는 프로그램을 작성하시오.

▸ 입력

첫째 줄에 정수 K가 주어진다. 둘째 줄에 격자판의 가로길이 W, 세로길이 H가 주어진다. 그 다음 H줄에 걸쳐 W개의 숫자가 주어지는데, 0은 아무것도 없는 평지, 1은 장애물을 뜻한다. 장애물이 있는 곳으로는 이동할 수 없다. 시작점과 도착점은 항상 평지이다. W와 H는 1이상 200이하의 자연수이고, K는 0이상 30이하의 정수이다.

▸ 출력

첫째 줄에 원숭이의 동작수의 최솟값을 출력한다. 시작점에서 도착점까지 갈 수 없는 경우엔 -1을 출력한다.

 

문제 풀이  

(0,0)에서 (w-1,h-1)로 가는 최단거리를 구하는 그래프탐색 문제이므로 BFS를 통해 풀이를 하였다.

 

개인적으로 그래프 탐색 문제는 조건들이 매번 다양하게 주어지기 때문에 한 번 쭉 정리해주고 풀이를 시작하는게 좋다. 나중에가서 조건을 빼먹은 것을 알아채면 더 귀찮아진다.

 

조건

• 가로길이 w, 세로길이 h (1 <= w,h <= 200)
• 말 이동 찬스 k ( 0 <= k <= 30)
• 이동방법은 두 개로 분류되며 총 12가지가 주어진다.
  • 원숭이 이동방법 : 인접한 노드 총 4가지
  • 말 이동방법 : 위 그림과 같은 이동 총 8가지
• 말 이동방법으로 장애물을 뛰어넘을 수 있다.

 

구상

BFS탐색은 현재 위치(px,py)에서 총 12가지 방법으로 이동을 해주면된다. 단, 말 이동방법을 사용할 때는 k만큼만 이동할 수 있도록 체크해줘야한다.

 

그리고 BFS탐색은 방문여부 체크는 꼼꼼하게 해줘야한다. queue로 동작하기 때문에 방문 체크를 자칫 실수하면 메모리, 시간초과가 발생한다. 일반적으로는 체스판처럼 2차원 배열로 x,y의 상태에 따라 방문을 체크해주면 되지만 해당 그래프 탐색은 상태가 하나 더 붙는다. 매 탐색마다 말 이동찬스를 썼는지 안썼는지도 체크해줘야 한다. 말로 이동한 지역을 원숭이가 또 이동할 수 도 있기 때문이다.

 

그러므로 다음과 같이 3차원배열로 선언한다.

• check[세로][가로][말 이동찬스 쓴 횟수]

 

설계

1. (0,0)을 시작점으로 BFS탐색 시작
   1. 현재 위치(px, py)에서 원숭이 이동방법으로 총 4가지 방향으로 탐색해준다. (px,py,chance)
   2. if(chance<k)
      1. 현재 위치(px, py)에서 말 이동찬스가 남아있을 경우 말 이동방법으로 총 8가지 탐색해준다. (px,py,chance+1)
   3. 현재 위치가 (w-1,h-1)되면 move값을 리턴하고 탐색을 종료한다.
      1. BFS탐색이기 때문에 가장 먼저 도착한 queue가 최단거리이다.
2. 모든 탐색이 끝나도 move값이 리턴이 되지 않을 경우 탐색이 불가한다는 뜻이므로 -1을 출력해준다.

 

풀이 코드 

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

public class Main {

	static int k,w,h;
	static int[][] map;
	static int[] dx= {1,-1,0,0}, dy= {0,0,1,-1};
	static int[] hx = {1,2,2,1,-1,-2,-2,-1};
	static int[] hy = {2,1,-1,-2,-2,-1,1,2};
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		k = Integer.parseInt(br.readLine());
		
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
		w = Integer.parseInt(st.nextToken());
		h = Integer.parseInt(st.nextToken());
	
		map = new int[h][w];
		
		for(int i=0; i<h; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j=0; j<w; j++) {
				map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			}
		}
		
		System.out.println(bfs(0,0));
	}
	
	static int bfs(int x, int y) {
		Queue<int[]> q = new LinkedList<>();
		boolean[][][] check = new boolean[h][w][k+1];
		
		check[y][x][0] = true;
		q.add(new int[] {x,y,0,0});
		while(!q.isEmpty()) {
			int[] pos = q.poll();
			int px = pos[0], py = pos[1];
			int chance = pos[2], move = pos[3];
            
			// 도착지점 리턴
			if(px==w-1 && py==h-1) {
				 return move;
			}
            
			// 기본 이동 : 원숭이 4가지 방향 탐색
			for(int i=0; i<4; i++) {
				int nx = px + dx[i];
				int ny = py + dy[i];
				
				if(nx<0 || nx>w-1 || ny<0 || ny>h-1) continue;
				if(check[ny][nx][chance])  continue;
				
				if(map[ny][nx] != 1) {
					check[ny][nx][chance] = true;
					q.add(new int[] {nx,ny,chance, move+1});
				}
			}

			// 말 찬스 이동 : 찬스 남아있으면 말 8가지 방향 탐색 
			if(chance<k){
				for(int i=0; i<8; i++) {
					int nx = px + hx[i];
					int ny = py + hy[i];
					
					if(nx<0 || nx>w-1 || ny<0 || ny>h-1) continue;
					if(check[ny][nx][chance+1])  continue;
					
					if(map[ny][nx] != 1) {
						check[ny][nx][chance+1] = true;
						q.add(new int[] {nx,ny,chance+1, move+1});
					}
				}
			}
		}
		return -1;
	}
}