[백준] 16236번 : 아기 상어 Gold3(골드3) - JAVA[자바]

[Gold III] 아기 상어 - 16236

문제 링크

성능 요약

메모리: 20224 KB, 시간: 152 ms

분류

너비 우선 탐색, 그래프 이론, 그래프 탐색, 구현, 시뮬레이션

제출 일자

2024년 2월 9일 23:17:29

문제 설명

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.

 

접근 방법

1. 현재 상어가 갈 수 있는 모든 경로를 찾아보면서 조건을 만족하는 좌표를 찾아서 갱신한다.(bfs)

2. 해당 좌표로 상어를 이동 후 카운트를 증가시키면서 값을 찾아나간다.

 

BFS

// 거리의 정보를 갱신하는 BFS
    private static void bfs() {
        Queue<Pos> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(new Pos(shark.x, shark.y));

        while (!queue.isEmpty()) {
            Pos cur = queue.poll();

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nX = cur.x + dirX[i];
                int nY = cur.y + dirY[i];

                // 배열 범위 밖이거나 || 몰고기가 없거나 || 현재 사이즈보다 큰 물고기거나 || 방문한 적 있는 위치 -> Continue;
                if (!isIn(nX, nY) || isBig(nX, nY) || distance[nX][nY] != 0) {
                    continue;
                }

                // 다음 거리로 갱신
                int nextDist = distance[cur.x][cur.y] + 1;
                distance[nX][nY] = nextDist;

                // 해당 좌표에 물고기가 있고 더 작다면 먹을 수 있음
                if(map[nX][nY] != 0 && isSmall(nX,nY)){
                    // 더 가까우면 갱신
                    if (minDist > nextDist) {
                        minDist = nextDist;
                        minX = nX;
                        minY = nY;
                    }
                    // 거리가 똑같다면 X가 작은 순
                    else if (minDist == nextDist) {
                        if (minX > nX) {
                            minX = nX;
                            minY = nY;
                        }
                        // X가 똑같다면 Y가 작은 순
                        else if (minX == nX) {
                            if (minY > nY) {
                                minY = nY;
                            }
                        }
                    }
                }

                // 다음 위치 삽입
                queue.add(new Pos(nX, nY));
            }
        }
    }

    // 배열 범위내인지 확인
    private static boolean isIn(int x, int y) {
        return x >= 0 && x < N && y >= 0 && y < N;
    }

    private static boolean isBig(int x, int y) {
        return shark.size < map[x][y];
    }

    private static boolean isSmall(int x, int y) {
        return shark.size > map[x][y];
    }

- 배열 범위내에 상어가 갈 수 있는 모든 곳들을 갱신하면서 최소값을 찾아나간다.

 

전체 풀이 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    // 아기 상어의 정보
    static class Shark {
        int x; // 상어의 X좌표
        int y; // 상어의 Y좌표
        int size; // 상어의 크기
        int eat; // 상어가 먹은 물고기의 개수

        public Shark(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            size = 2;
            eat = 0;
        }
    }

    // 좌표 클래스
    static class Pos {
        int x;
        int y;

        public Pos(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }

    static int[][] map; // 원본 배열
    static int[][] distance; // 여러 물고기가 있을 때 거리를 체크하는 배열

    // 상,하,좌,우 확인
    static int[] dirX = {-1, 1, 0, 0};
    static int[] dirY = {0, 0, -1, 1};

    // 입력값 N과 걸리는 시간 time
    static int N, time;

    // 상어가 먹을 수 있는 가장 가까운 물고기 좌표
    static int minX, minY, minDist;
    // 상어의 정보를 담은 클래스
    static Shark shark;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        N = Integer.parseInt(br.readLine());

        // Input
        map = new int[N][N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());

                // 초기 위치값 세팅
                if (map[i][j] == 9) {
                    // 상어가 있었던 위치는 0으로 설정해준다.
                    map[i][j] = 0;
                    shark = new Shark(i, j);
                }
            }
        }

        while (true) {
            // 최소값 갱신을 위해 초기화
            distance = new int[N][N];
            minX = Integer.MAX_VALUE;
            minY = Integer.MAX_VALUE;
            minDist = Integer.MAX_VALUE;

            bfs();

            // 최소값 좌표가 갱신되지 않았다면 가까운 좌표를 찾지 못한 것으로 더이상 먹을 수 있는 물고기가 없음
            if(minX == Integer.MAX_VALUE || minY == Integer.MAX_VALUE){
                break;
            }

            // 상어를 먹어주었기 때문에 Map에서 지워줌
            map[minX][minY] = 0;

            // 이동 시간 = 거리
            time += minDist;

            // 상어 위치 변경
            shark.x = minX;
            shark.y = minY;

            // 먹은 카운트 증가
            shark.eat++;

            // 상어가 현재 사이즈만큼 물고기를 먹었다면 사이즈 증가
            if (shark.eat == shark.size) {
                shark.size++;
                shark.eat = 0;
            }
        }
        System.out.println(time);
    }

    // 거리의 정보를 갱신하는 BFS
    private static void bfs() {
        Queue<Pos> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(new Pos(shark.x, shark.y));

        while (!queue.isEmpty()) {
            Pos cur = queue.poll();

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nX = cur.x + dirX[i];
                int nY = cur.y + dirY[i];

                // 배열 범위 밖이거나 || 몰고기가 없거나 || 현재 사이즈보다 큰 물고기거나 || 방문한 적 있는 위치 -> Continue;
                if (!isIn(nX, nY) || isBig(nX, nY) || distance[nX][nY] != 0) {
                    continue;
                }

                // 다음 거리로 갱신
                int nextDist = distance[cur.x][cur.y] + 1;
                distance[nX][nY] = nextDist;

                // 해당 좌표에 물고기가 있고 더 작다면 먹을 수 있음
                if(map[nX][nY] != 0 && isSmall(nX,nY)){
                    // 더 가까우면 갱신
                    if (minDist > nextDist) {
                        minDist = nextDist;
                        minX = nX;
                        minY = nY;
                    }
                    // 거리가 똑같다면 X가 작은 순
                    else if (minDist == nextDist) {
                        if (minX > nX) {
                            minX = nX;
                            minY = nY;
                        }
                        // X가 똑같다면 Y가 작은 순
                        else if (minX == nX) {
                            if (minY > nY) {
                                minY = nY;
                            }
                        }
                    }
                }

                // 다음 위치 삽입
                queue.add(new Pos(nX, nY));
            }
        }
    }

    // 배열 범위내인지 확인
    private static boolean isIn(int x, int y) {
        return x >= 0 && x < N && y >= 0 && y < N;
    }

    private static boolean isBig(int x, int y) {
        return shark.size < map[x][y];
    }

    private static boolean isSmall(int x, int y) {
        return shark.size > map[x][y];
    }
}