[BOJ/Python] 16236번 문제풀이

문제 설명

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.

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풀이 과정

우선 문제를 정리하면 다음과 같이 정리할 수 있다.

• 작은 물고기만 먹을 수 있음
• 같은 사이즈의 물고기는 지나갈 수만 있음
• 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.
• 자신의 크기와 같은 수의 물고기를 먹을 때 마다 크기가 1 증가한다
• 상어크기가 2면 2마리 먹어야함

 

 

문제를 통해 파악한 내용을 바탕으로 해결해보자.

 

아기상어는 사냥시 주변에서 가장 가까운 먹이를 탐색하게 되고, 거리가 같은 경우 조건대로 움직이게 된다. 가까운 먹이를 찾는 문제로, 해당 문제는 BFS 알고리즘으로 풀어볼 수 있다.

BFS를 사용할 때, 입력으로는 현재 아기 상어의 위치를 생각할 수 있고, 출력으로는 가장 가까운 거리에 있는 먹이가 여러 개 일 수 있기 때문에 후보를 리스트로 반환해야한다.

간선은 상하 좌우지만 조건에 따라서 움직이기 때문에 조건을 상세하여야하고, 후보 리스트의 경우 우선 순위가 있기 때문에 정렬을 사용할 수 있다. 따라서 맨 앞의 후보만 먹고 위치 이동 후 다시 BFS를 수행하고, 몇 개를 먹었는지, 몇 초간 이동했는지 체크하는 코드를 추가하여 코드를 작성할 수 있다.

참고자료
https://zu-techlog.tistory.com/82
https://velog.io/@waoderboy/%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98-%EB%B0%B1%EC%A4%80-16236-%EC%95%84%EA%B8%B0%EC%83%81%EC%96%B4-%ED%8C%8C%EC%9D%B4%EC%8D%AC

from collections import deque

# 입력 받기
n = int(input())  # n을 입력받음

graph = []  # 빈 리스트 graph 생성
for _ in range(n):
    graph.append(list(map(int, input().split())))  # n개의 줄에 대해, 각 줄을 공백 기준으로 나누어서 정수로 변환하여 리스트에 추가

m = 0  # m 초기값 설정
for i in range(n):
    for j in range(n):
        if graph[i][j] == 9:  # 만약 graph[i][j]가 9라면
            x, y = i, j  # x, y에 i, j 값을 할당
        elif graph[i][j]:  # 그렇지 않고, graph[i][j]가 0이 아니라면
            m += 1  # m을 1 증가시킴

size = 2  # size 초기값 설정
dx, dy = [-1, 0, 0, 1], [0, -1, 1, 0]  # dx, dy에 각각의 이동 방향을 나타내는 리스트 할당

def bfs(x, y, visited):
    
    visited[x][y] = 1  # 시작 지점을 방문했음을 표시
    queue = deque()  # 빈 큐 생성
    queue.append((x, y, 0))  # 시작 지점을 큐에 추가, 거리는 0으로 초기화
    temp = 0  # temp 초기값 설정
    selected = (n, n, -1)  # selected 초기값 설정
    
    while queue:  # 큐가 비어있지 않은 동안 반복
        x, y, s = queue.popleft()  # 큐에서 좌표와 거리를 꺼냄
        
        if temp != s and selected[-1] != -1:  # temp와 s가 다르고, selected의 마지막 값이 -1이 아니라면
            return selected  # 선택된 좌표와 거리를 반환
        
        for i in range(4):  # 상하좌우 네 방향에 대해 반복
            nx, ny = x + dx[i], y + dy[i]  # 새로운 좌표 계산
            
            if nx < 0 or nx >= n or ny < 0 or ny >= n or visited[nx][ny] or graph[nx][ny] > size:
                continue  # 만약 새로운 좌표가 범위를 벗어나거나 이미 방문한 곳이거나 물고기 크기가 현재 크기보다 크다면 무시
            
            if graph[nx][ny] and graph[nx][ny] < size:  # 만약 새로운 좌표에 물고기가 있고, 그 크기가 현재 크기보다 작다면
                selected = min(selected, (nx, ny, s+1))  # selected를 갱신하여 최소값으로 설정
                
            visited[nx][ny] = 1  # 새로운 좌표를 방문했음을 표시
            queue.append((nx, ny, s+1))  # 새로운 좌표와 거리를 큐에 추가
        temp = s  # temp를 현재 거리로 갱신
        
    return (-1, -1, -1)  # 만약 선택된 좌표가 없다면 (-1, -1, -1) 반환

result, count = 0, 0  # result와 count 초기값 설정
graph[x][y] = 0  # 시작 지점의 물고기 크기를 0으로 업데이트

while 1:  # 무한 루프
    visited = [[0]*n for _ in range(n)]  # visited 리스트 초기화
    x, y, s = bfs(x, y, visited)  # BFS 함수 호출하여 선택된 좌표와 거리를 반환
    
    if s == -1:  # 만약 선택된 좌표가 없다면
        break  # 반복문 종료
    
    graph[x][y] = 0  # 선택된 좌표의 물고기 크기를 0으로 업데이트
    result += s  # 결과값에 거리를 더함
    count += 1  # count를 1 증가시킴
    
    if count == size:  # 만약 count가 현재 크기와 같다면
        size += 1  # 크기를 1 증가시키고
        count = 0  # count를 0으로 초기화
        
print(result)  # 결과값 출력