BOJ_16236 C++

BOJ 16236 아기상어

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.

풀이과정

우선 BFS를 이용하여 풀어야한다고 생각했다. 한가지 유의할 점은 조건이 상당히 까다로웠다는 점이다. 우선 풀이에 앞서 2가지의 요점을 먼저 정리하겠다.

• 거리, 가장 위에 위치, 가장 왼쪽의 위치 이 세가지의 우선순위를 바탕으로 먹이를 먹을 것이므로 우선순위 큐를 사용해 줄 것이다.
• 먹을 수 있는 물고기가 있는지 확인해야 한다.

이러한 기준을 바탕으로 풀이를 진행하도록 하겠다.

먹을 수 있는 물고기를 전부 저장하는 함수

// 먹을 수 있는 모든 먹이를 찾는 함수
void findBite(int n, pii loc){
    priority_queue<pair<int, pii>> pq;

    int vis[21][21];
    for(int i=0; i<21; i++){
        for(int j=0; j<21; j++){
            vis[i][j] = 0;
        }
    }

    pq.push({0,{loc.first, loc.second * -1}});
    vis[loc.first][loc.second] = 1;
    
    while(!pq.empty()){
        int cur_y = pq.top().second.first;
        int cur_x = pq.top().second.second * -1;
        int dist = pq.top().first * -1;
        pq.pop();

        for(int i=0; i<4; i++){
            int nex_y = cur_y + dy[i];
            int nex_x = cur_x + dx[i];

            if(vis[nex_y][nex_x]) continue;
            if(nex_y <= 0 || nex_x <= 0 || nex_y > n || nex_x > n) continue;
            if(s.size < MAP[nex_y][nex_x]) continue;

            pq.push({(dist+1)*-1,{nex_y,nex_x*-1}});
            vis[nex_y][nex_x] = 1;

            if(MAP[nex_y][nex_x] < s.size && MAP[nex_y][nex_x]){
                temp.push({(dist+1)*-1,{nex_y,nex_x*-1}});
            }
        }
    }
}

우선 공간의 크기와 상어의 위치를 인자로 받으며 상어의 위치를 기준으로 먹을 수 있는 모든 물고기의 위치와 거리를 PQ에 저장하는 함수이다.

함수를 보면 temp(PQ)와 pq(PQ)가 있음을 알 수 있다. temp의 경우 전역으로 선언을 해 주어서 모든 함수에서 사용할 수 있게 지정해둔 PQ이다. 나의 풀이는 pq의 경우도 거리, 위치에 따른 우선순위를 지정해 두었지만 temp에만 우선순위를 지정해 두어도 무관하다.

간단히 요약하자면 상어 위치를 바탕으로 BFS를 진행하며 먹을 수 있는 모든 물고기들을 거리, 위치 우선순위에 맞도록 저장하게 해 둔 것이다.

이후 메인함수를 살펴보자.

메인 함수

int main(){

    int N;
    cin >> N;

    INIT(N);
    findBite(N,s.loc);
    while(!temp.empty()){
        s.movePoint += temp.top().first * -1;
        s.loc = {temp.top().second.first, temp.top().second.second * -1};
        MAP[s.loc.first][s.loc.second] = 0;
        s.eat++;
        if(s.eat == s.size){
            s.eat = 0;
            s.size++;
        }

        while(!temp.empty()){
            temp.pop();
        }

        findBite(N, s.loc);
    }

    cout << s.movePoint;
    
    return 0;
}

재귀함수를 이용했음을 알 수 있다. 즉, 처음 상어의 위치를 기준으로 우선 findBite를 실행시켜 먹을 수 있는 물고기들의 정보를 저장 한 후 먹을 수 있는 물고기들이 없을 때 까지 재귀함수를 이용하는 것이다.

또한 진행하면서 물고기를 먹는 수를 카운트해가며 상어의 크기를 늘려갔으며 먹은 공간은 0으로 바꾸어주어 무한루프에 빠지지 않도록 코드를 작성했다.

총 코드

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
using pii = pair<int, int>;

struct shark{
    pii loc;
    int size = 2;
    int eat = 0;
    int movePoint = 0;
};

shark s;
priority_queue<pair<int, pii>> temp;
vector<pair<int, pii>> vec;

int MAP[21][21];
int dx[4] = {0,-1,0,1};
int dy[4] = {1,0,-1,0};

void INIT(int n){
    for(int i=n; i>0; i--){
        for(int j=1; j<=n; j++){
            cin >> MAP[i][j];

            if(MAP[i][j] == 9){
                s.loc = {i,j};
                MAP[i][j] = 0;
            }
        }
    }
}

void findBite(int n, pii loc){
    priority_queue<pair<int, pii>> pq;

    int vis[21][21];
    for(int i=0; i<21; i++){
        for(int j=0; j<21; j++){
            vis[i][j] = 0;
        }
    }

    pq.push({0,{loc.first, loc.second * -1}});
    vis[loc.first][loc.second] = 1;
    
    while(!pq.empty()){
        int cur_y = pq.top().second.first;
        int cur_x = pq.top().second.second * -1;
        int dist = pq.top().first * -1;
        pq.pop();

        for(int i=0; i<4; i++){
            int nex_y = cur_y + dy[i];
            int nex_x = cur_x + dx[i];

            if(vis[nex_y][nex_x]) continue;
            if(nex_y <= 0 || nex_x <= 0 || nex_y > n || nex_x > n) continue;
            if(s.size < MAP[nex_y][nex_x]) continue;

            pq.push({(dist+1)*-1,{nex_y,nex_x*-1}});
            vis[nex_y][nex_x] = 1;

            if(MAP[nex_y][nex_x] < s.size && MAP[nex_y][nex_x]){
                temp.push({(dist+1)*-1,{nex_y,nex_x*-1}});
            }
        }
    }
}

int main(){

    int N;
    cin >> N;

    INIT(N);
    findBite(N,s.loc);
    while(!temp.empty()){
        s.movePoint += temp.top().first * -1;
        s.loc = {temp.top().second.first, temp.top().second.second * -1};
        MAP[s.loc.first][s.loc.second] = 0;
        s.eat++;
        if(s.eat == s.size){
            s.eat = 0;
            s.size++;
        }

        while(!temp.empty()){
            temp.pop();
        }

        findBite(N, s.loc);
    }

    cout << s.movePoint;
    
    return 0;
}

Summary

• BFS를 여러번 사용했다.
• 우선순위 큐를 이용하여 먹는 물고기의 우선순위를 정해주었다.

KeyWord

• BFS
• 재귀함수