Yoo Chaewon

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신나고 재밌게🤪

[ALGORITHM]BOJ16236-아기상어

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

나의 코드

package com.company;

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

public class Main {
    static int size;
    static int map[][];
    static int sharkSize = 2;
    static int eat = 0;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        size = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
        map = new int[size][size];

        Point start = new Point(0, 0, 0);
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            String[] input = bufferedReader.readLine().split(" ");
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(input[j]);
                if (map[i][j] == 9) {
                    map[i][j] = 0;
                    start = new Point(j, i, 0);
                }
            }
        }

        System.out.println(Solution(start));
    }

    public static int Solution(Point start) {
        Point cur = start;
        int result = 0;

        while (true){
            ArrayList<Point> shortest = searchShortest(cur);
            if (shortest.isEmpty()) break;
            Collections.sort(shortest, new Comparator<Point>() {
                @Override
                public int compare(Point o1, Point o2) {
                    /*
                    * 1. distance
                    * 2. y
                    * 3. x
                    * */
                    if (o1.walk != o2.walk) return o1.walk-o2.walk;
                    else if (o1.y != o2.y) return o1.y-o2.y;
                    else return o1.x-o2.x;

                }
            });
            Point tmp = shortest.get(0);
            map[tmp.y][tmp.x] = 0;
            result += tmp.walk;
            cur = new Point(tmp.x, tmp.y, 0);
            eat++;
            if (eat == sharkSize){
                eat = 0;
                sharkSize++;
            }
        }

        return result;
    }

    static int[] dx = {-1, 1, 0, 0};
    static int[] dy = {0, 0, -1, 1};

    public static ArrayList<Point> searchShortest(Point point) {
        Queue<Point> queue = new LinkedList<>();
        ArrayList<Point> result = new ArrayList<>();
        boolean[][] visited = new boolean[size][size];
        queue.add(point);
        while (!queue.isEmpty()) {
            Point cur = queue.poll();
            visited[cur.y][cur.x] = true;

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nextX = cur.x + dx[i];
                int nextY = cur.y + dy[i];

                if (nextX < 0 || nextY < 0 || nextX >= size || nextY >= size || visited[nextY][nextX] || map[nextY][nextX] > sharkSize) continue;
                visited[nextY][nextX] = true;
                queue.add(new Point(nextX, nextY, cur.walk + 1));
                if (map[nextY][nextX] != 0 && sharkSize > map[nextY][nextX]) result.add(new Point(nextX, nextY, cur.walk+1));
            }
        }
        return result;
    }
}

class Point {
    int x;
    int y;
    int walk;

    Point(int x, int y, int walk) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.walk = walk;
    }
}

우선, 내가 푼 방식은

while(true){ 👉 무한루프 돈다는 뜻

  1. 현재위치에서 갈 수 있는 노드들을 BFS로 찾는다. (최단 거리이기 때문!)
    • 이때 갈곳이 없으면 무한루프를 종료한다.
  2. 조건에 맞는 노드를 찾기 위해서 노드를 정렬해준다.
  3. 가장 조건에 맞는 것을 뽑아서 그곳으로 이동한다.

}

  • 위에 방법대로 구현 한 solution함수이다.

    public static int Solution(Point start) {
  Point cur = start;
  int result = 0;
    
  while (true){
    //1. 현재위치에서 갈 수 있는 노드를 BFS로 찾는다. (최단 거리니까!)
    ArrayList<Point> shortest = searchShortest(cur);
    // 갈곳이 없으면 무한루프 끝낸다.
    if (shortest.isEmpty()) break;
    //2. 조건에 맞는 노드를 찾기 위해서 노드를 정렬해준다. 
    Collections.sort(shortest, new Comparator<Point>() {
      @Override
      public int compare(Point o1, Point o2) {
        /* 문제에서 정렬 순서를 : 가장 가까운 순 > 위에 있는것 순 > 왼쪽에 있는 순
        * 1. distance
        * 2. y
        * 3. x
        * */
        if (o1.walk != o2.walk) return o1.walk-o2.walk;
        else if (o1.y != o2.y) return o1.y-o2.y;
        else return o1.x-o2.x;
      }
    });
    //3. 가장 조건에 맞는 것을 뽑아서 그곳으로 이동한다.
    Point tmp = shortest.get(0);
    map[tmp.y][tmp.x] = 0; //간곳은 0으로 표시
    result += tmp.walk; //최단거리 누적
    cur = new Point(tmp.x, tmp.y, 0); //cur로 다시 무한루프 시작한다.
    eat++; //상어가 크기만큼의 물고기수를 먹으면 1증가해주기 위해서 먹은 물고기 수 count
    if (eat == sharkSize){//상어크기만큼 물고기 먹었으면 초기화
      eat = 0;
      sharkSize++;
    }
  }
  return result;
}

  • 여기에서 내가 마지막에 틀렸던 부분은 정렬해주는 순서다.

    Collections.sort(shortest, new Comparator<Point>() {
  @Override
  public int compare(Point o1, Point o2) {
    /* 문제에서 정렬 순서를 : 가장 가까운 순 > 위에 있는것 순 > 왼쪽에 있는 순
    * 1. distance
    * 2. y
    * 3. x
    * */
    if (o1.walk != o2.walk) return o1.walk-o2.walk;
    else if (o1.y != o2.y) return o1.y-o2.y;
    else return o1.x-o2.x;
  }
});

    주어진 조건은

    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.

    거리 작은 것 > y크기 작은 것 > x크기 작은 것

    👉 위에서부터 차근차근 걸러지도록 if문을 짜야겠다.

  • 최단거리 구하는 함수는 BFS로 구현했다.

    static int[] dx = {-1, 1, 0, 0};
static int[] dy = {0, 0, -1, 1};
  
public static ArrayList<Point> searchShortest(Point point) {
  Queue<Point> queue = new LinkedList<>();//최단 거리를 찾기 위한 queue
  ArrayList<Point> result = new ArrayList<>();//먹을 수 있는 물고기를 넣기 위한 배열
  boolean[][] visited = new boolean[size][size];
  queue.add(point);
  while (!queue.isEmpty()) {
    Point cur = queue.poll();
    visited[cur.y][cur.x] = true;//방문 체크
  
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      int nextX = cur.x + dx[i];
      int nextY = cur.y + dy[i];
  
      if (nextX < 0 || nextY < 0 || nextX >= size || nextY >= size || visited[nextY][nextX] || map[nextY][nextX] > sharkSize) continue;//상어 사이즈보다 큰 물고기 위는 지나갈 수 없다.
      visited[nextY][nextX] = true;
      queue.add(new Point(nextX, nextY, cur.walk + 1));
      if (map[nextY][nextX] != 0 && sharkSize > map[nextY][nextX]) result.add(new Point(nextX, nextY, cur.walk+1));//먹을수 있는 물고기를 저장한다. walk는 거기까지 걸리는 시간이다!
    }
  }
  return result;
}

느낀점

구현하는 것보다 예제를 이해하는 게 더 어려웠다. 지금은 완벽히 이해가서 왜 이해가 안됐는지 모르겠는데 문제를 꼼꼼하게 읽었는데도 이해가 잘 안됐다…이해하고 나니 구현은 어렵지 않게 된거 같다.

  • 문제: https://www.acmicpc.net/problem/16236
  • 저장소: https://github.com/yoo-chaewon/HELLO_JAVA/blob/master/Algorithm/1.BOJ/SAMSUNG_SW/Q_16236_아기상어.java

참고