문제
청소년 상어는 더욱 자라 어른 상어가 되었다. 상어가 사는 공간에 더 이상 물고기는 오지 않고 다른 상어들만이 남아있다. 상어에는 1 이상 M 이하의 자연수 번호가 붙어 있고, 모든 번호는 서로 다르다. 상어들은 영역을 사수하기 위해 다른 상어들을 쫓아내려고 하는데, 1의 번호를 가진 어른 상어는 가장 강력해서 나머지 모두를 쫓아낼 수 있다.
N×N 크기의 격자 중 M개의 칸에 상어가 한 마리씩 들어 있다. 맨 처음에는 모든 상어가 자신의 위치에 자신의 냄새를 뿌린다. 그 후 1초마다 모든 상어가 동시에 상하좌우로 인접한 칸 중 하나로 이동하고, 자신의 냄새를 그 칸에 뿌린다. 냄새는 상어가 k번 이동하고 나면 사라진다.
각 상어가 이동 방향을 결정할 때는, 먼저 인접한 칸 중 아무 냄새가 없는 칸의 방향으로 잡는다. 그런 칸이 없으면 자신의 냄새가 있는 칸의 방향으로 잡는다. 이때 가능한 칸이 여러 개일 수 있는데, 그 경우에는 특정한 우선순위를 따른다. 우선순위는 상어마다 다를 수 있고, 같은 상어라도 현재 상어가 보고 있는 방향에 따라 또 다를 수 있다. 상어가 맨 처음에 보고 있는 방향은 입력으로 주어지고, 그 후에는 방금 이동한 방향이 보고 있는 방향이 된다.
모든 상어가 이동한 후 한 칸에 여러 마리의 상어가 남아 있으면, 가장 작은 번호를 가진 상어를 제외하고 모두 격자 밖으로 쫓겨난다.
<그림 1>
우선 순위
상어 1 상어 2 상어 3 상어 4
↑ ↓ ← ↑ → ↑ ↓ → ← ↑ ↑ → ← ↓ ↑ ↑ ← → ↑ ↓
↓ → ↑ ↓ ← ↓ ↓ ↑ ← → ↓ ↑ → ← ↓ ↓ ← ↓ → ↑
← ← → ↓ ↑ ← ← → ↑ ↓ ← ↑ ← ↓ → ← ↑ → ↓ ←
→ → ← ↑ ↓ → → ↑ ↓ ← → ← ↓ ↑ → → ↑ → ↓ ←
<표 1>
<그림 1>은 맨 처음에 모든 상어가 자신의 냄새를 뿌린 상태를 나타내며, <표 1>에는 각 상어 및 현재 방향에 따른 우선순위가 표시되어 있다. 이 예제에서는 k = 4이다. 왼쪽 하단에 적힌 정수는 냄새를 의미하고, 그 값은 사라지기까지 남은 시간이다. 좌측 상단에 적힌 정수는 상어의 번호 또는 냄새를 뿌린 상어의 번호를 의미한다.
<그림 2>
<그림 3>
<그림 2>는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태이고, <그림 3>은 <그림 2>의 상태에서 한 칸 더 이동한 것이다. (2, 4)에는 상어 2과 4가 같이 도달했기 때문에, 상어 4는 격자 밖으로 쫓겨났다.
<그림 4>
<그림 5>
<그림 4>은 격자에 남아있는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태, <그림 5>는 <그림 4>에서 한 칸 더 이동한 상태를 나타낸다. 상어 2는 인접한 칸 중에 아무 냄새도 없는 칸이 없으므로 자신의 냄새가 들어있는 (2, 4)으로 이동했다. 상어가 이동한 후에, 맨 처음에 각 상어가 뿌린 냄새는 사라졌다.
이 과정을 반복할 때, 1번 상어만 격자에 남게 되기까지 몇 초가 걸리는지를 구하는 프로그램을 작성하시오.
입력
첫 줄에는 N, M, k가 주어진다. (2 ≤ N ≤ 20, 2 ≤ M ≤ N2, 1 ≤ k ≤ 1,000)
그 다음 줄부터 N개의 줄에 걸쳐 격자의 모습이 주어진다. 0은 빈칸이고, 0이 아닌 수 x는 x번 상어가 들어있는 칸을 의미한다.
그 다음 줄에는 각 상어의 방향이 차례대로 주어진다. 1, 2, 3, 4는 각각 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽을 의미한다.
그 다음 줄부터 각 상어의 방향 우선순위가 상어 당 4줄씩 차례대로 주어진다. 각 줄은 4개의 수로 이루어져 있다. 하나의 상어를 나타내는 네 줄 중 첫 번째 줄은 해당 상어가 위를 향할 때의 방향 우선순위, 두 번째 줄은 아래를 향할 때의 우선순위, 세 번째 줄은 왼쪽을 향할 때의 우선순위, 네 번째 줄은 오른쪽을 향할 때의 우선순위이다. 각 우선순위에는 1부터 4까지의 자연수가 한 번씩 나타난다. 가장 먼저 나오는 방향이 최우선이다. 예를 들어, 우선순위가 1 3 2 4라면, 방향의 순서는 위, 왼쪽, 아래, 오른쪽이다.
맨 처음에는 각 상어마다 인접한 빈 칸이 존재한다. 따라서 처음부터 이동을 못 하는 경우는 없다.
출력
1번 상어만 격자에 남게 되기까지 걸리는 시간을 출력한다. 단, 1,000초가 넘어도 다른 상어가 격자에 남아 있으면 -1을 출력한다.
예제 입력 1
5 4 4
0 0 0 0 3
0 2 0 0 0
1 0 0 0 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3
예제 출력 1
14
문제에 나온 그림과 같다.
예제 입력 2
4 2 6
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 2
4 3
1 2 3 4
2 3 4 1
3 4 1 2
4 1 2 3
1 2 3 4
2 3 4 1
3 4 1 2
4 1 2 3
예제 출력 2
26
예제 입력 3
5 4 1
0 0 0 0 3
0 2 0 0 0
1 0 0 0 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3
예제 출력 3
-1
예제 입력 4
5 4 10
0 0 0 0 3
0 0 0 0 0
1 2 0 0 0
0 0 0 0 4
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3
문제풀이
n, m, k = map(int, input().split())
# 모든 상어의 위치와 방향 정보를 포함하는 2차원 리스트
array = []
for i in range(n):
array.append(list(map(int, input().split())))
# 모든 상어의 현재 방향 정보
directions = list(map(int, input().split()))
# 각 위치마다 [특정 냄새의 상어 번호, 특정 냄새의 남은 시간]을 저장하는 2차원 리스트
smell = [[[0, 0]] * n for _ in range(n)]
# 각 상어의 회전 우선순위 정보
priorities = [[] for _ in range(m)]
for i in range(m):
for j in range(4):
priorities[i].append(list(map(int, input().split())))
# 특정 위치에서 이동 가능한 4가지 방향
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]
# 모든 냄새 정보를 업데이트
def update_smell():
# 각 위치를 하나씩 확인하며
for i in range(n):
for j in range(n):
# 냄새가 존재하는 경우, 시간을 1만큼 감소시키기
if smell[i][j][1] > 0:
smell[i][j][1] -= 1
# 상어가 존재하는 해당 위치의 냄새를 k로 설정
if array[i][j] != 0:
smell[i][j] = [array[i][j], k]
# 모든 상어를 이동시키는 함수
def move():
# 이동 결과를 담기 위한 임시 결과 테이블 초기화
new_array = [[0] * n for _ in range(n)]
# 각 위치를 하나씩 확인하며
for x in range(n):
for y in range(n):
# 상어가 존재하는 경우
if array[x][y] != 0:
direction = directions[array[x][y] - 1] # 현재 상어의 방향
found = False
# 일단 냄새가 존재하지 않는 곳이 있는지 확인
for index in range(4):
nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
if 0 <= nx and nx < n and 0 <= ny and ny < n:
if smell[nx][ny][1] == 0: # 냄새가 존재하지 않는 곳이면
# 해당 상어의 방향 이동시키기
directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]
# 상어 이동시키기 (만약 이미 다른 상어가 있다면 번호가 낮은 것이 들어가도록)
if new_array[nx][ny] == 0:
new_array[nx][ny] = array[x][y]
else:
new_array[nx][ny] = min(new_array[nx][ny], array[x][y])
found = True
break
if found:
continue
# 주변에 모두 냄새가 남아 있다면, 자신의 냄새가 있는 곳으로 이동
for index in range(4):
nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
if 0 <= nx and nx < n and 0 <= ny and ny < n:
if smell[nx][ny][0] == array[x][y]: # 자신의 냄새가 있는 곳이면
# 해당 상어의 방향 이동시키기
directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]
# 상어 이동시키기
new_array[nx][ny] = array[x][y]
break
return new_array
time = 0
while True:
update_smell() # 모든 위치의 냄새를 업데이트
new_array = move() # 모든 상어를 이동시키기
array = new_array # 맵 업데이트
time += 1 # 시간 증가
# 1번 상어만 남았는지 체크
check = True
for i in range(n):
for j in range(n):
if array[i][j] > 1:
check = False
if check:
print(time)
break
# 1000초가 지날 때까지 끝나지 않았다면
if time >= 1000:
print(-1)
break