아기 상어
https://www.acmicpc.net/problem/16236
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
3
0 0 0
0 0 0
0 9 0
예제 출력
0
풀이
먼저 아기상어가 자신보다 큰 물고기를 피하면서 갈 수 있는 최소거리를 계산해야 한다. 각 칸까지 가는데 걸리는 거리는 BFS로 구현할 수 있다. BFS을 구현하기 위해 queue을 써야하는데, queue에 넣을 때 4 방향으로 움직인 뒤의 좌표와 거리+1 값이 함께 들어가면 된다. 그래서 queue는 (x, y, 시작점으로부터 거리) 의 정보를 담고 있다. 중요한 것은 먹을 수 있는 가장 가까운 물고기 중에서 같은 거리에 있는 물고기가 여러 마리일 경우 가장 위쪽, 가장 왼쪽의 우선순위를 갖는다. 이를 위해 다음과 같은 프로세스를 적용했다.
- 최소거리에 있는 먹을 수 있는 물고기를 찾으면
nxt변수를False로 바꿔준다. 그리고depth에 최소거리를 등록해둔다. nxt변수가 False로 바뀌면 더이상 앞으로 진행되지 않고 queue에 남아있는 요소들이 빠지기 시작한다.depth와 같은 값을 가지고 있는 물고기의 위치만 후보 배열인candi에 추가한다.- queue가 다 빠지면 loop을 빠져나오고
candi중 가장 위쪽, 왼쪽 요소를 선택한다.
위의 프로세스를 반복하면서 상어가 먹을 수 있는 물고기가 없으면 loop을 빠져나온다. 상어의 몸집을 키우는 것은 변수를 만들어서 관리해주면 된다. 아래 풀이에서는 eat 변수를 만들어 물고기를 먹을 때마다 +1을 해주고 본인 크기과 같아지면 크기+1을 해주었다.
# -*- coding: utf-8 -*-
from sys import stdin
import collections
N = int(stdin.readline())
board = []
for _ in range(N):
board.append(list(map(int, stdin.readline().split())))
# 아기 상어위치
for y in range(N):
for x in range(N):
if board[y][x] == 9:
baby = [y, x]
board[y][x] = 0 # 상어의 위치는 변수로만 저장해두고 칸에는 다 0 저장
baby_size = 2
eat = 0 # 여태 먹은 물고기 크기
result = 0
flag = True # 사방이 막힌 경우
def move(baby, baby_size, eat): # 상어위치와 상어크기
# BFS로 먹을 수 있는 물고기까지의 최소거리
# 위쪽, 왼쪽 순서대로 이동할 수 있도록
move = [[-1, 0], [0, -1], [0, 1], [1, 0]]
dist = [[None]*N for _ in range(N)]
q = collections.deque()
# 같은 거리에 있는 후보들을 체크하기 위함 = depth, 최소거리에 있는 후보들 = candi
candi = []
depth = None
nxt = True # 최소거리를 찾고나면 더 추가하지 않기 위한 index
q.append([baby[0], baby[1], 0]) # y, x, 기준점으로부터 거리
dist[baby[0]][baby[1]] = 0
while len(q):
now = q.popleft()
for m in move:
nxt_y = now[0] + m[0]
nxt_x = now[1] + m[1]
# 경계안에 있을 때 and 되돌아가지 않는 경로 and 아기상어보다 크지 않은 물고기
if 0<=nxt_y<N and 0<=nxt_x<N and dist[nxt_y][nxt_x] == None and board[nxt_y][nxt_x] <= baby_size:
# 상어보다 작은 물고기를 만났을 때
if board[nxt_y][nxt_x] > 0 and board[nxt_y][nxt_x] < baby_size:
dist[nxt_y][nxt_x] = now[2]+1
nxt = False
if not depth:
depth = dist[nxt_y][nxt_x]
# 최초 발견된 작은 물고기까지의 거리와 같은 거리에 있는 물고기만 후보자에 추가
if depth == now[2]+1:
candi.append([nxt_y, nxt_x])
else:
if nxt:
q.append([nxt_y, nxt_x, now[2]+1])
dist[nxt_y][nxt_x] = now[2]+1
# 탐색이 다 끝났는데 후보자가 없는경우 (+사방이 막힌 경우) - 같은 위치 같은 크기 return
if len(candi) == 0:
global flag
flag = False
return baby, baby_size, eat
# 후보자 정렬 (위쪽, 왼쪽 순서)
candi = sorted(candi, key=lambda x: [x[0], x[1]])
global result
result += dist[candi[0][0]][candi[0][1]]
board[candi[0][0]][candi[0][1]] = 0
eat += 1
if eat == baby_size:
baby_size += 1
eat = 0
return [candi[0][0], candi[0][1]], baby_size, eat
# 물고기 크기보다 작은 물고기가 있는지 확인, 상어가 움직였는지 확인
def finish_checker(board, baby_size):
if not flag:
return True
for y in range(N):
for x in range(N):
if board[y][x] > 0 and board[y][x] < baby_size:
return False
return True
# main function
while 1:
if finish_checker(board, baby_size):
break
# update 상어위치 및 나이
baby, baby_size, eat = move(baby, baby_size, eat)
print(result)