[백준 알고리즘] 16236번 자바(Java) 아기상어

조건

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.

 

풀이

여러 조건이 많은데 간략하게 정리하면

상어의 레벨은 2, 물고기를 먹을때마다 1의 경험치가 오르고 레벨만큼의 경험치가 쌓이면 레벨업을 한다

ex. 레벨 2에서 물고기 2마리 먹으면 3되고  3에서 3마리 먹으면 4됨

물고기는 본인레벨보다 작은 수를 먹을수있고 같은 레벨까지의 칸은 이동할 수 있다

ex. 레벨 3이면 물고기 1,2를 먹을수있고 물고기 3은 지나갈 수 있다

최단거리에 먹을 수 있는 물고기가 많으면 위쪽칸 우선, 높이가 같으면 왼쪽에 있는 물고기가 우선이다

 

한마디로 조건이 많은 bfs이다.

 

과정은 아래와 같다(첫칸이 y =0, x=0인걸 참고하고 봐주면 좋다)

 

4321
0000
0000
1234
상어위치: 2, 2 거리:0
상어가 먹은 물고기의 위치 y:0 x:3

4320
0000
0000
1234
상어위치: 0, 3 거리:3
상어가 먹은 물고기의 위치 y:3 x:0
상어레벨업3

4320
0000
0000
0234
상어위치: 3, 0 거리:9
상어가 먹은 물고기의 위치 y:3 x:1

4320
0000
0000
0034
상어위치: 3, 1 거리:10
상어가 먹은 물고기의 위치 y:0 x:2

4300
0000
0000
0034
상어위치: 0, 2 거리:14
14

 

 

예제 입력 예시

4
4 3 2 1
0 0 0 0
0 0 9 0
1 2 3 4

 

예제 출력 예시

14

 

소스코드

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

//16236번 아기상어

public class Main {
    private static int N;
    private static int[][] map;
    private static int[] shark = new int[2];;  //상어의 위치 y,x기록
    private static int lenSum;  //총 이동길이 기록
    private static boolean eatFish = true;
    private static int sharkLevel = 2;  //아기상어 레벨기록
    private static int sharkLevelExp = 0;  //아기상어 경험치 기록
    private static int[][] yx = {{1,0},{0, -1}, {0, 1}, {-1, 0}}; //여기서 위로먼저가고 그 후엔 왼쪽이 먼저가도록 설정

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

        //map입력받기
        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());
                if(map[i][j] == 9){  //아기상어 위치 기록
                    shark[0] = i;
                    shark[1] = j;
                    map[i][j] =0;
                }
            }
        }

        while(eatFish){
            eatFish = false;
            bfs();
        }
        System.out.println(lenSum);
    }

    static class Node{
        int y;
        int x;
        int len; //이동길이 기록
        public Node(int y, int x, int len){
            this.y = y;
            this.x = x;
            this.len = len;
        }
    }

    static void bfs(){
        boolean[][] visited = new boolean[N][N];
        Queue<Node> queue= new LinkedList<>();
        int sharkY = shark[0];
        int sharkX = shark[1];
        queue.add(new Node(sharkY,sharkX,0));
        visited[sharkY][sharkX] = true;
        int minLen = -1;
        int minY = N-1;
        int minX = N-1;

        loop1: while(!queue.isEmpty()){
            Node curNode = queue.poll();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int curY = curNode.y+yx[i][0];
                int curX = curNode.x+yx[i][1];
                int len = curNode.len;
                if(minLen!=-1&&curNode.len>minLen) break loop1;
                if(curY>=0&&curX>=0&&curY<N&&curX<N&&!visited[curY][curX]&&map[curY][curX]<=sharkLevel){
                    queue.add(new Node(curY,curX,len+1));
                    visited[curY][curX] = true;
                    if(map[curY][curX]>=1&&map[curY][curX]<sharkLevel){
                        if(minLen == -1)minLen = len; //해당 상어 위치에서 먹이에 가는 최소 거리
                        if(curY == minY){  //y는 같을경우 더 왼쪽인걸로 설정
                            if(curX < minX) minX = curX;
                        }
                        else if(curY<minY){  //더 위일경우 x,y 둘다 초기화
                            minY = curY;
                            minX = curX;
                        }

                    }
                }
            }
        }
        if(minLen!=-1) {
            //물고기 잡을수있으면 exp올려주고 레벨업 시키고 총거리 더해주고 반복문 탈출
            lenSum += minLen+1;  //총거리 증가
            eatFish = true;
            map[minY][minX] = 0;  //먹은후 빈간으로 변경
            //상어 위치 변경
            shark[0] = minY;
            shark[1] = minX;
            sharkLevelExp++;  //상어 경험치 증가
            if(sharkLevelExp == sharkLevel){  //레벨업가능한지 여부 판단
                sharkLevel++;
                sharkLevelExp = 0;
            }
        }
    }
}

 

추가 소스코드(출력문을 통해 상어의 움직임을 순차적으로 알수있다)

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 P16236 {
    private static int N;
    private static int[][] map;
    private static int[] shark = new int[2];;  //상어의 위치 y,x기록
    private static int lenSum;  //총 이동길이 기록
    private static boolean eatFish = true;
    private static int sharkLevel = 2;  //아기상어 레벨기록
    private static int sharkLevelExp = 0;  //아기상어 경험치 기록
    private static int[][] yx = {{1,0},{0, -1}, {0, 1}, {-1, 0}}; //여기서 위로먼저가고 그 후엔 왼쪽이 먼저가도록 설정

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

        //map입력받기
        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());
                if(map[i][j] == 9){  //아기상어 위치 기록
                    shark[0] = i;
                    shark[1] = j;
                    map[i][j] =0;
                }
            }
        }

        while(eatFish){
            for (int i = 0; i < N; i++) {
                for (int j = 0; j < N; j++) {
                    System.out.print(map[i][j]);
                }
                System.out.println();
            }
            System.out.println("상어위치: "+shark[0] + ", "+shark[1]+" 거리:"+lenSum);
            eatFish = false;
            bfs();
        }
        System.out.println(lenSum);
    }

    static class Node{
        int y;
        int x;
        int len; //이동길이 기록
        public Node(int y, int x, int len){
            this.y = y;
            this.x = x;
            this.len = len;
        }
    }

    static void bfs(){
        boolean[][] visited = new boolean[N][N];
        Queue<Node> queue= new LinkedList<>();
        int sharkY = shark[0];
        int sharkX = shark[1];
        queue.add(new Node(sharkY,sharkX,0));
        visited[sharkY][sharkX] = true;
        int minLen = -1;
        int minY = N-1;
        int minX = N-1;

        loop1: while(!queue.isEmpty()){
            Node curNode = queue.poll();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int curY = curNode.y+yx[i][0];
                int curX = curNode.x+yx[i][1];
                int len = curNode.len;
                if(minLen!=-1&&curNode.len>minLen) break loop1;
                if(curY>=0&&curX>=0&&curY<N&&curX<N&&!visited[curY][curX]&&map[curY][curX]<=sharkLevel){
                    queue.add(new Node(curY,curX,len+1));
                    visited[curY][curX] = true;
                    if(map[curY][curX]>=1&&map[curY][curX]<sharkLevel){
                        if(minLen == -1)minLen = len; //해당 상어 위치에서 먹이에 가는 최소 거리
                        if(curY == minY){  //y는 같을경우 더 왼쪽인걸로 설정
                            if(curX < minX) minX = curX;
                        }
                        else if(curY<minY){  //더 위일경우 x,y 둘다 초기화
                            minY = curY;
                            minX = curX;
                        }

                    }
                }
            }
        }
        if(minLen!=-1) {
            //물고기 잡을수있으면 exp올려주고 레벨업 시키고 총거리 더해주고 반복문 탈출
            lenSum += minLen+1;  //총거리 증가
            eatFish = true;
            map[minY][minX] = 0;  //먹은후 빈간으로 변경
            //상어 위치 변경
            shark[0] = minY;
            shark[1] = minX;
            System.out.println("상어가 먹은 물고기의 위치 y:"+minY+" x:"+minX);
            sharkLevelExp++;  //상어 경험치 증가
            if(sharkLevelExp == sharkLevel){  //레벨업가능한지 여부 판단
                sharkLevel++;
                sharkLevelExp = 0;
                System.out.println("상어레벨업"+sharkLevel);
            }
        }
    }
}

 

 

문제 출처

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

16236번: 아기 상어