Problem 16236

아기 상어

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.

문제 링크

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

예제 입력 1

3
0 0 0
0 0 0
0 9 0

예제 출력 1

예제 입력 2

3
0 0 1
0 0 0
0 9 0

예제 출력 2

예제 입력 3

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

예제 출력 3

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

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

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

solve

현재 상어의 위치를 기준으로 bfs를 통해 가장 가까운 위치의 먹을 수 있는 물고기를 찾는다.
- 이 때, bfs에서 먹을 수 있는 물고기가 여러마리라면 문제의 조건대로 가장 가깝고, 가장 위, 가장 왼쪽의 물고기가 우선순위가 되도록 하기 위해
- 먹을 수 있는 물고기의 위치를 tuple을 사용하여 거리가 같다면 가장 위, 다음 가장 왼쪽 (거리, 행, 열)순서로 오름차순 정렬을 하여 0번째 인덱스의 튜플을 리턴한다.
  - 먹을 수 있는 물고기가 없다면 -1을 리턴
가장 가까운 물고기의 위치로 상어의 위치를 갱신하고 먹은 자리를 0으로 초기화한다.
이번 차례의 물고기를 먹기 위해 이동한 거리를 누적하고 물고기의 경험치를 1추가하여 자기의 크기와 같아진다면 크기를 1증가시키고 경험치를 0으로 초기화한다.
더 이상 먹을 수 있는 물고기가 없어 -1을 리턴받았다면 반복문을 빠져나간다.

코드 설명

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<queue>
#include<string>
#include<cstring>
#include<climits>
#include<tuple>

using namespace std;
int a[21][21];
int d[21][21];
int dx[] = { 0, -1, 1, 0 };
int dy[] = { 1, 0, 0, -1 };
int n;

tuple<int, int, int> bfs(int x, int y, int size)
{

	memset(d, -1, sizeof(d));
	vector<tuple<int, int, int>> ans;
	queue<pair<int, int>> q;
	q.push(make_pair(x, y));
	d[x][y] = 0;

	while (!q.empty())
	{
		tie(x, y) = q.front();
		q.pop();

		for (int i = 0; i < 4; i++)
		{
			int nx = x + dx[i];
			int ny = y + dy[i];
			if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < n && ny < n && d[nx][ny] == -1)
			{
				bool ok = false;
				bool eat = false;
				if (a[nx][ny] == 0 || a[nx][ny] == size) ok = true; // 이동 가능 여부
				if (a[nx][ny] != 0 && a[nx][ny] < size)  // 먹을 수 있는지 확인
				{
					ok = true; // 이동 가능하고
					eat = true; // 먹을 수 있다
				}
				if (ok) // 이동이 가능한 상태라면
				{
					q.push(make_pair(nx, ny)); // 다음 위치
					d[nx][ny] = d[x][y] + 1; // 거리 1증가
					if (eat) // 먹을 수 있는 물고기를 만난 경우
						ans.push_back(make_tuple(d[nx][ny], nx, ny)); // 먹을 수 있는 물고기가 여러마리라면 위, 왼쪽이 우선
				}
			}

		}
	}
	if (ans.empty()) // 먹을 수 있는 물고기가 없는 경우
		ans.push_back(make_tuple(-1, -1, -1)); // -1리턴

	sort(ans.begin(), ans.end()); // 가장 가까운 물고기부터
	// 거리가 같다면 가장 위, 다음 가장 왼쪽 (거리, 행, 열)순서로 오름차순 정렬
	return ans[0];
}


int main(void)
{
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cin >> n;
	int x, y;

	for(int i = 0; i < n; i++)
		for (int j = 0; j < n; j++)
		{
			cin >> a[i][j];
			if (a[i][j] == 9) // 상어의 위치
			{
				x = i;
				y = j;
				a[i][j] = 0; // 0으로 초기화
			}
		}

	int ans = 0;
	int size = 2; // 크기
	int exp = 0; // 경험치

	while (true)
	{
		int dist;
		tie(dist, x, y) = bfs(x, y, size); // 상어의 위치 갱신(가장 가까운 물고기의 위치)
		if (dist == -1) break; // 더 이상 먹을 수 있는 물고기가 없다면
		a[x][y] = 0; // 물고기를 먹은 자리는 0으로 초기화
		ans += dist; // 이동 거리 추가(초)
		exp++; // 물고기 경험치
		if (size == exp)
		{
			size++;
			exp = 0;
		}
	}

	cout << ans << '\n';
}

백준 16236번 아기 상어

Baekjoon algorithm