21608번: 상어 초등학교 - Kotlin

21608번: 상어 초등학교

문제

상어 초등학교에는 교실이 하나 있고, 교실은 N×N 크기의 격자로 나타낼 수 있다. 학교에 다니는 학생의 수는 N2명이다. 오늘은 모든 학생의 자리를 정하는 날이다. 학생은 1번부터 N2번까지 번호가 매겨져 있고, (r, c)는 r행 c열을 의미한다. 교실의 가장 왼쪽 윗 칸은 (1, 1)이고, 가장 오른쪽 아랫 칸은 (N, N)이다.

선생님은 학생의 순서를 정했고, 각 학생이 좋아하는 학생 4명도 모두 조사했다. 이제 다음과 같은 규칙을 이용해 정해진 순서대로 학생의 자리를 정하려고 한다. 한 칸에는 학생 한 명의 자리만 있을 수 있고, |r1 - r2| + |c1 - c2| = 1을 만족하는 두 칸이 (r1, c1)과 (r2, c2)를 인접하다고 한다.

1. 비어있는 칸 중에서 좋아하는 학생이 인접한 칸에 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
2. 1을 만족하는 칸이 여러 개이면, 인접한 칸 중에서 비어있는 칸이 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
3. 2를 만족하는 칸도 여러 개인 경우에는 행의 번호가 가장 작은 칸으로, 그러한 칸도 여러 개이면 열의 번호가 가장 작은 칸으로 자리를 정한다.

예를 들어, N = 3이고, 학생 N2명의 순서와 각 학생이 좋아하는 학생이 다음과 같은 경우를 생각해보자.

학생의 번호좋아하는 학생의 번호

4	2, 5, 1, 7
3	1, 9, 4, 5
9	8, 1, 2, 3
8	1, 9, 3, 4
7	2, 3, 4, 8
1	9, 2, 5, 7
6	5, 2, 3, 4
5	1, 9, 2, 8
2	9, 3, 1, 4

가장 먼저, 4번 학생의 자리를 정해야 한다. 현재 교실의 모든 칸은 빈 칸이다. 2번 조건에 의해 인접한 칸 중에서 비어있는 칸이 가장 많은 칸인 (2, 2)이 4번 학생의 자리가 된다.

	4

다음 학생은 3번이다. 1번 조건을 만족하는 칸은 (1, 2), (2, 1), (2, 3), (3, 2) 이다. 이 칸은 모두 비어있는 인접한 칸이 2개이다. 따라서, 3번 조건에 의해 (1, 2)가 3번 학생의 자리가 된다.

	3
	4

다음은 9번 학생이다. 9번 학생이 좋아하는 학생의 번호는 8, 1, 2, 3이고, 이 중에 3은 자리에 앉아있다. 좋아하는 학생이 가장 많이 인접한 칸은 (1, 1), (1, 3)이다. 두 칸 모두 비어있는 인접한 칸이 1개이고, 행의 번호도 1이다. 따라서, 3번 조건에 의해 (1, 1)이 9번 학생의 자리가 된다.

9	3
	4

이번에 자리를 정할 학생은 8번 학생이다. (2, 1)이 8번 학생이 좋아하는 학생과 가장 많이 인접한 칸이기 때문에, 여기가 그 학생의 자리이다.

9	3
8	4

7번 학생의 자리를 정해보자. 1번 조건을 만족하는 칸은 (1, 3), (2, 3), (3, 1), (3, 2)로 총 4개가 있고, 비어있는 칸과 가장 많이 인접한 칸은 (2, 3), (3, 2)이다. 행의 번호가 작은 (2, 3)이 7번 학생의 자리가 된다.

9	3
8	4	7

이런식으로 학생의 자리를 모두 정하면 다음과 같다.

9	3	2
8	4	7
5	6	1

이제 학생의 만족도를 구해야 한다. 학생의 만족도는 자리 배치가 모두 끝난 후에 구할 수 있다. 학생의 만족도를 구하려면 그 학생과 인접한 칸에 앉은 좋아하는 학생의 수를 구해야 한다. 그 값이 0이면 학생의 만족도는 0, 1이면 1, 2이면 10, 3이면 100, 4이면 1000이다.

학생의 만족도의 총 합을 구해보자.

입력

첫째 줄에 N이 주어진다. 둘째 줄부터 N2개의 줄에 학생의 번호와 그 학생이 좋아하는 학생 4명의 번호가 한 줄에 하나씩 선생님이 자리를 정할 순서대로 주어진다.

학생의 번호는 중복되지 않으며, 어떤 학생이 좋아하는 학생 4명은 모두 다른 학생으로 이루어져 있다. 입력으로 주어지는 학생의 번호, 좋아하는 학생의 번호는 N2보다 작거나 같은 자연수이다. 어떤 학생이 자기 자신을 좋아하는 경우는 없다.

출력

첫째 줄에 학생의 만족도의 총 합을 출력한다.

 

나의 풀이

너무 복잡한 문제이다... 처음에는 가장 최선의 자리를 구해야 한다. 최선의 자리는 자신이 좋아하는 친구가 가장 근처에 많으며 친구의 숫자가 일치하면 빈칸을, 빈칸도 일치하면 위치로 최선의 자리를 구한다. 

탐색을 0.0부터 n-1, n-1까지 하기 때문에 위치를 고려할 필요는 없다. 완전탐색으로 전체를 탐색하면서 가장 친구가 많고 빈칸이 많은 자리를 찾고 해당 자리에 학생을 앉히면 된다.

 

나는 최선의 자리를 Pair(0, 0)으로 초기화를 하였다. 최선의 자리는 다른 최선의 자리가 나올 때 바뀌게 되는데 만약 다른 최선의 자리가 나오지 않는다면, 즉 남은 모든 자리 주위에 내가 좋아하는 친구가 없고 빈칸이 없다면 값이 바뀌지가 않았다. 이를 고려해 해당 상황을 추가해줌으로 문제를 해결할 수 있었다.

import java.util.*
import kotlin.system.exitProcess

val dx = arrayOf(0, 1, 0, -1)
val dy = arrayOf(1, 0, -1, 0)

fun main() = with(System.`in`.bufferedReader()) {
    val n = readLine().toInt()

    val student = Array(n * n) { readLine().split(" ").map { it.toInt() }.toIntArray() }
    val position = Array(n) { IntArray(n) }

    val studentMap = mutableMapOf<Int, MutableList<Int>>()

    student.map {
        val stu = it[0]
        val fav = mutableListOf<Int>()
        for (i in 1..4) {
            fav.add(it[i])
        }
        studentMap[stu] = fav
    }

    student.map {
        val stu = it[0]

        var bestLoca = Pair(0, 0)
        var maxCnt = 0
        var maxEmptyCnt = 0
        for (i in 0 until n) {
            for (j in 0 until n) {
                if (position[i][j] != 0) continue

                var cnt = 0
                var emptyCnt = 0
                for (k in 0 until 4) {
                    val tempX = i + dx[k]
                    val tempY = j + dy[k]

                    if (tempX in 0 until n &&
                        tempY in 0 until n) {
                        if (position[tempX][tempY] in studentMap[stu] ?: emptyList())
                            cnt++

                        if (position[tempX][tempY] == 0)
                            emptyCnt++
                    }
                }

                if (cnt > maxCnt) {
                    maxCnt = cnt
                    maxEmptyCnt = emptyCnt
                    bestLoca = Pair(i, j)
                } else if (cnt == maxCnt) {
                    if (emptyCnt > maxEmptyCnt) {
                        maxEmptyCnt = emptyCnt
                        bestLoca = Pair(i, j)
                    }
                }
            }
        }
        if (maxCnt == 0 && maxEmptyCnt == 0) {
            loop@ for (i in 0 until n) {
                for (j in 0 until n) {
                    if (position[i][j] == 0) {
                        position[i][j] = stu
                        break@loop
                    }
                }
            }
        } else {
            position[bestLoca.first][bestLoca.second] = stu
        }

    }

    var score = 0
    for (i in 0 until n) {
        for (j in 0 until n) {
            val stu = position[i][j]

            var cnt = 0
            for (k in 0 until 4) {
                val tempX = i + dx[k]
                val tempY = j + dy[k]

                if (tempX in 0 until n &&
                    tempY in 0 until n) {
                    if (position[tempX][tempY] in studentMap[stu] ?: emptyList())
                        cnt++
                }
            }

            score += when(cnt) {
                1 -> 1
                2 -> 10
                3 -> 100
                4 -> 1000
                else -> 0
            }
        }
    }

    println(score)
}