16236번: 아기 상어 - Kotlin (BFS)

16236번: 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.

 

나의 풀이

 이 문제는 BFS 알고리즘을 이용해서 아기 상어의 위치에서 가장 가까운 물고기를 먹으러 가야하는 문제이다. 이 알고리즘은 이전에 풀었던 2589번 보물섬 문제에서 많이 가져와서 추가해야 하는 부분을 추가하였다. 아기 상어와 물고기의 위치를 board 2차원 배열에 넣어주고 board를 forEachIndexed를 통해 탐색하여 아기 상어의 위치를 파악해 주었다. 

 While 을 돌려서 반복해서 movement 함수를 실행하게 해주었고 help Boolean 변수를 두어 더 이상 먹을 물고기가 없을때 반복문을 종료해 주었다. movement 함수는 기존의 BFS 알고리즘을 거의 그대로 가져왔다. Fish라는 Data Class를 만들어 각 fish의 x, y, distance, size를 저장해 주었다. Fish Data Class를 가지는 fishList ArrayList를 두어 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기들을 넣어 주었다. BFS 알고리즘이 종료되고 만약 fishList가 비어있으면 엄마 상어에게 도움을 요청해 while문이 종료되게 해 주었다. 만약 fishList가 차 있다면 fishList에 최소값을 distance, x, y 순으로 구해줘 먹어야하는 fish를 찾아주고 fish 위치로 아기 상어를 이동시켰다. 원래 아기 상어의 위치를 0으로 초기화 해주고 fish의 distance를 time에 더해줘 총 시간을 구하였다.

import java.util.ArrayList
import java.util.LinkedList
import java.util.Queue

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

var sharkX = 0
var sharkY = 0
var sharkSize = 2

var help = false

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

    val board = Array(n) { readLine().split(" ").map { it.toInt() }.toIntArray() }

    board.forEachIndexed { i, s ->
        s.forEachIndexed { j, ss ->
            if (ss == 9) {
                sharkX = i
                sharkY = j
            }
        }
    }

    while (true) {
        if (help) break
        movement(n, sharkX, sharkY, board)
    }
    println(time)
}

data class Fish(
    val x: Int,
    val y: Int,
    val distance: Int,
    val size: Int
)

var time = 0
var eatingCount = 0
fun movement(n: Int, x: Int, y: Int, board: Array<IntArray>) {
    val queue: Queue<Fish> = LinkedList()
    val visited = Array(n) { Array(n) { false } }
    val fishList = ArrayList<Fish>()
    queue.add(Fish(x, y, 0, sharkSize))
    visited[x][y] = true

    while (queue.isNotEmpty()){
        val now = queue.poll()
        for(i in 0 until 4){
            val tempX = now.x + dx[i]
            val tempY = now.y + dy[i]

            if(tempX in 0 until n
                && tempY in 0 until n
                && !visited[tempX][tempY]
                && board[tempX][tempY] <= sharkSize ){
                visited[tempX][tempY] = true
                if (board[tempX][tempY] != 0 && board[tempX][tempY] < sharkSize)
                    fishList.add(Fish(tempX, tempY, now.distance + 1, board[tempX][tempY]))
                queue.add(Fish(tempX, tempY, now.distance + 1, board[tempX][tempY]))
            }
        }
    }

    if (fishList.isEmpty()) help = true
    else {
        val fish = fishList.minWith(compareBy ({ it.distance }, {it.x}, {it.y}))
        sharkX = fish.x
        sharkY = fish.y
        time += fish.distance
        eatingCount++
        board[x][y] = 0
        board[fish.x][fish.y] = 9
        if (eatingCount == sharkSize) {
            sharkSize++
            eatingCount = 0
        }
    }
}