[BFS] 백준 : 16236_아기상어

[inseonyun]

Source URL : https://www.acmicpc.net/problem/16236

문제 요구사항 :

• 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.

  1. 더 이상 먹을 수 있는 물고기가 공간에 없다면 아기 상어는 엄마 상어에게 도움을 요청한다.
  2. 먹을 수 있는 물고기가 1마리라면, 그 물고기를 먹으러 간다.
  3. 먹을 수 있는 물고기가 1마리보다 많다면, 거리가 가장 가까운 물고기를 먹으러 간다.
  4. 거리는 아기 상어가 있는 칸에서 물고기가 있는 칸으로 이동할 때, 지나야하는 칸의 개수의 최솟값이다.
  5. 거리가 가까운 물고기가 많다면, 가장 위에 있는 물고기, 그러한 물고기가 여러마리라면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다.
  6. 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.
• 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.

• 첫째 줄에 아기 상어가 엄마 상어에게 도움을 요청하지 않고 물고기를 잡아먹을 수 있는 시간을 출력한다.

접근 방법 : 아기 상어가 먹이를 탐색하는 방법은 일반적인 BFS 탐색을 통해 수행하면 된다. 여기서 주의 해야할 점은 본인보다 작은 먹이를 찾아야하며, 이때 먹이는 가장 가까운 먹이여야 한다는 점이다.

풀이 순서 :

1. 맵의 크기 N을 입력 받고, 맵의 정보를 map 2차원 배열에 저장한다. 맵의 인덱스 값이 9라면 상어의 위치이므로 따로 저장해둔다.
2. 일반적인 BFS 탐색을 하고, 새로운 좌표에서 BFS 탐색을 진행해야 하므로, 무한 loop를 도는 반복문을 두고, 그 안에서 BFS 수행, 조건문을 작성한다.
3. 이를 3단계로 나눌 수 있다.

   1단계 - 데이터 초기화 및 상어 크기 및 먹은 먹이 수 조정
   1. checked 변수의 각 인덱스 값을 -1로 초기화 하며, 상어의 시작점 위치에 대한 checked와, map은 0으로 초기화 한다.
   2. 먹이들의 위치를 담을 fish 벡터와 BFS 탐색을 위한 queue를 정의한다.
   3. 상어가 먹은 먹이의 수가 상어의 크기보다 같거나 크다면
   4. 먹은 먹이 수 -= 현재 상어의 크기를 수행하고, 상어의 크기를 +=1 해준다.
   5. queue에 현재 상어의 위치를 넣는다.
   

  2단계 - 현재 상어 위치에서 시작해, 맵에 있는 먹이 탐색 BFS 수행
  1. queue가 빌 때까지 while문을 반복한다.
  2. queue의 첫번째 원소의 좌표를 저장하고 pop한다.
  3. dx, dy의 사이즈만큼의 for문을 수행한다.
  4. nx, ny는 각각 현재 좌표 + dx[ i ] , + dy[ i ]의 값이다.
      + 이때, nx, ny는 당연히 >= 0이며, < N 이다.
      + checked[ nx ][ ny ] == -1 이고 (방문 안 함), map [ nx ] [ ny ]가 현재 상어 사이즈보다 작고, 1보다 크다면
      + 해당 좌표를 fish 벡터와 queue에 넣는다.
      + 또, checked가 안 됐고(방문 안 함), map [ nx ][ ny ]가 현재 상어 사이즈와 같거나, 값이 0이라면
      + 해당 좌표를 queue에만 넣는다.
      + 이때, checked[ nx ] [ ny ] 는 checked[ xx ] [ yy ]  + 1이 된다.
  5. 이와 같은 작업 반복

3단계 - fish 벡터를 이용하여 가장 가까운 먹이 먹고, 상어의 위치 조정 및 res_time(걸린 시간) 조정, 먹이 수 증가, 해당 먹이 0으로 조정
1. fish.size가 0이라면 - 현재 상어 위치에서 먹을 수 있는 먹이가 없다는 것이므로, 함수 종료 (return)
2. fish.size == 1 이라면 첫번째 인덱스의 좌표로 상어 위치 startX, startY 조정, map[ startX ] [startY ] = 0 , 먹은 먹이 수 += 1, res_time += checked[ startX ] [startY ] 수행
3. fish.size가 그 외의 크기라면
    + 가장 가까운 먹이의 거리를 구함
    + 해당 거리를 갖는 먹이의 좌표를 구해서 min_fish 벡터에 넣음
    +  min_fish 벡터 사이즈가 1이라면, 해당 좌표를 상어 위치 startX, startY 조정, map[ startX ] [startY ] = 0 , 먹은 먹이 수 += 1, res_time += checked[ startX ] [startY ] 수행
    + 그 외라면, min_fish를 오름차순 정렬하여 첫번째 인덱스에 대해 상어 위치 startX, startY 조정, map[ startX ] [startY ] = 0 , 먹은 먹이 수 += 1, res_time += checked[ startX ] [startY ] 수행

4. 위와 같은 단계 반복 후 res_time 출력

[inseonyun]

문제 풀이 결과 :