[Baekjoon] 아기 상어

👀 문제 설명

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.

 

예제 입력 1

3

0 0 0

0 0 0

0 9 0

 

예제 출력 1

0

 

예제 입력 2

3

0 0 1

0 0 0

0 9 0

 

예제 출력 2

3

 

예제 입력 3

4

4 3 2 1

0 0 0 0

0 0 9 0

1 2 3 4

 

예제 출력 3

14

 

예제 입력 4

6

5 4 3 2 3 4

4 3 2 3 4 5

3 2 9 5 6 6

2 1 2 3 4 5

3 2 1 6 5 4

6 6 6 6 6 6

 

예제 출력 4

60

 

예제 입력 5

6

6 0 6 0 6 1

0 0 0 0 0 2

2 3 4 5 6 6

0 0 0 0 0 2

0 2 0 0 0 0

3 9 3 0 0 1

 

예제 출력 5

48

 

예제 입력 6

6

1 1 1 1 1 1

2 2 6 2 2 3

2 2 5 2 2 3

2 2 2 4 6 3

0 0 0 0 0 6

0 0 0 0 0 9

 

예제 출력 6

39

 

✍🏻풀이

BFS를 사용해 문제를 풀었다.

 

상어가 각 물고기들이 있는 위치에 도달하는 데 걸리는 시간을 arriveTime 배열에 저장을 하고, 이걸 사용해 먹을 물고기를 선택했다.

 

getArriveTime 메서드는 BFS를 사용해 상어가 각 물고기들이 있는 위치에 도달하는데 걸리는 시간을 구해준다.

getArriveTime 메서드가 끝나면, map[i][j]가 상어의 크기보다 작으면 잡아먹을 수 있다는 뜻이므로, fishes 배열에 넣어준다.

 

fishes의 크기가 0이라면 먹을 수 있는 물고기가 없다는 뜻이므로 while문을 빠져나온다.

fishes의 크기가 0이 아니면, 먹을 수 있는 물고기가 있다는 뜻이므로, 이 물고기들 중 잡아먹을 물고기를 선택해야 한다.

이 때, 물고기들의 우선순위를 통해 fishes 배열을 정렬해 물고기를 선택하면 된다.

Collections.sort를 사용해 fishes 배열을 정렬해주는데, 이 때 물고기들의 우선순위

1. 가장 가까운 거리의 물고기를 먹는다.

2. 가까운 물고기가 많다면, 가장 위에 있는 물고기를 먹는다.

3. 가장 위에 있는 물고기가 많다면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다.

를 Comparator 인터페이스를 사용해 구현해주면 쉽게 물고기들을 우선순위로 정렬할 수 있다!

 

-> 참고 https://jinniepark.tistory.com/48

 

코드

package boj;

// 아기 상어 (https://www.acmicpc.net/problem/16236 )

import java.util.*;
import java.io.*;

public class BOJ_16236 {
	
	private static class Fish {
		
		private int x;
		private int y;
		private int dist;
		
		Fish(int x, int y, int dist) {
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.dist = dist;
		}
		
		int getX() {
			return x;
		}
		
		int getY() {
			return y;
		}
		
		int getDist() {
			return dist;
		}
	}
	
	private static int[] dx = { 0, 1, 0, -1 };
	private static int[] dy = { 1, 0, -1, 0 };
	private static int N;
	private static int[][] map;
	private static int[][] arriveTime;
	private static int time, eat;
	private static int[] shark = new int[3]; // shark[0]은 상어의 x좌표, shark[1]은 상어의 y좌표, shark[2]는 상어의 크기
	private static ArrayList<Fish> fishes = new ArrayList<>();
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
		// input
		StringTokenizer st;
		N = Integer.parseInt(br.readLine());
		map = new int[N][N];
		
		for (int i = 0; i < N; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			
			for (int j = 0; j < N; j++) {
				map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				
				if (map[i][j] == 9) {
					shark[0] = i;
					shark[1] = j;
					shark[2] = 2;
				}
			}
		}
		
		// solve
		while (true) {			
			if (eat == shark[2]) {
				shark[2] += 1;
				eat = 0;
			}
			
			// 각 물고기들이 있는 위치에 상어가 도달하는 데 걸리는 시간 구하기
			getArriveTime();
			
			// 먹을 수 있는 물고기 수 구하기
			for (int i = 0; i < N; i++) {
				for (int j = 0; j < N; j++) {
					if (map[i][j] != 0 && map[i][j] < shark[2] && arriveTime[i][j] != 0)
						fishes.add(new Fish(i, j, arriveTime[i][j]));
				} 
			}
			
			// 먹을 수 있는 물고기가 없으면 빠져나온다.
			if (fishes.size() == 0) break;
			
			// 물고기 우선순위로 정렬
			Collections.sort(fishes, new Comparator<Fish>() {

				@Override
				public int compare(Fish o1, Fish o2) {
					// 1. 가장 가까운 물고기 -> dist 정렬
					// 2-1. 가장 가까운 물고기 중 가장 위의 물고기 -> x 정렬
					// 2-2. 가장 가까운 물고기 중 가장 왼쪽의 물고기 -> y 정렬
					if (o1.getDist() == o2.getDist()) {
						// 2-1
						if (o1.getX() == o2.getX()) { // 2-2
							return o1.getY() - o2.getY();
						}
						return o1.getX() - o2.getX();
					}
					return o1.getDist() - o2.getDist();
				}
				
			});
			
			// 물고기 먹기
			map[shark[0]][shark[1]] = 0; // 기존 상어 위치는 빈 곳으로 바꾼다.
			// 상어의 위치를 먹을 물고기 위치로 이동시킨다.
			shark[0] = fishes.get(0).getX();
			shark[1] = fishes.get(0).getY();
			eat++; // 물고기 먹기
			time += fishes.get(0).getDist(); // 상어가 물고기의 위치까지 이동하는데 걸리는 시간을 time에 더한다.
			
			fishes.clear();
		}
		
		bw.write(time + "");

		bw.flush();
		bw.close();
	}
	
	// 각 물고기들이 있는 위치에 도달하는 데 걸리는 시간
	private static void getArriveTime() {
		arriveTime = new int[N][N];
		arriveTime[shark[0]][shark[1]] = 0;
		
		Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
		queue.offer(new int[] { shark[0], shark[1] });
		
		while (!queue.isEmpty()) {
			int[] cur = queue.poll();
			
			for (int dir = 0; dir < 4; dir++) {
				int nextX = cur[0] + dx[dir];
				int nextY = cur[1] + dy[dir];
				
				// 범위를 벗어나면 다음으로 넘긴다.
				if (nextX < 0 || nextX >= N || nextY < 0 || nextY >= N) continue;
				
				if (nextX == shark[0] && nextY == shark[1]) continue;
				
				// 해당 위치의 물고기의 크기가 상어의 크기보다 작거나 같으면 상어가 이동할 수 있다.
				// 그리고 해당 위치가 아직 방문하지 않은 곳일 경우 이동한다.
				if ((map[nextX][nextY] <= shark[2]) && arriveTime[nextX][nextY] == 0) {
					arriveTime[nextX][nextY] = arriveTime[cur[0]][cur[1]] + 1;
					queue.offer(new int[] { nextX, nextY });
				}
					
			}
		}
	}
	
}