[백준 16236] 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.

---

접근

먼저 BFS를 통해 잡아먹을 물고기를 탐색한다.

잡아먹을 물고기는 상어의 크기보다 작고 가장 가까운 거리에 있는 물고기이다. 가장 가까운 거리에 2개 이상의 물고기가 있을 때는 가장 위에 있는 것, 그리고 가장 왼쪽에 있는 것을 선택해야한다.

 

물고기 선택이 끝났으면 상어의 정보를 갱신해준다. 이때 물고기를 선택하지 못했다면 엄마 상어에게 도움을 요청한다.

 

구현

- 입력받은 2차원 리스트에서 상어를 찾아서 상어의 위치를 shark_y, shark_x에 저장한다.

- 현재 상어의 크기를 shark_size에 2로 초기화하고 해당 크기에서 잡아먹은 물고기의 개수를 fish_count에 저장한다.

shark_y, shark_x = 0, 0
fish_count = 0
shark_size = 2
answer = 0
for y in range(N):
    for x in range(N):
        if board[y][x] == 9:
            board[y][x] = 0
            shark_y, shark_x = y, x

- 엄마 상어에게 도움하기 전까지 계속해서 물고기를 찾는 BFS를 실행한다.

while True:
    if not bfs(shark_y, shark_x):
        break

- 현재 상어 위치에서 BFS를 하여 가장 가까운 물고기를 찾는다.

- 잡아먹을 후보 물고기를 target으로 시작하는 변수에 저장한다.

- q에서 꺼낸 현재 위치에 물고기가 있고 잡아먹을 수 있다면 잡아먹는다.

- 이때 target이 -1이라는 것은 아직 잡아먹을 물고기를 찾지 못한 것이기 때문에 바로 갱신하고

- 이미 먹을 물고기가 있고 거리가 같다면 문제에서 주어진 조건대로 후보 물고기를 갱신한다.

- BFS가 종료되었을 때 target이 그대로 -1이면 False를 반환하고

- 그렇지않다면 상어의 정보를 갱신하고 True를 반환한다.

def bfs(y, x):
    global shark_y, shark_x, shark_size, fish_count, answer
    q = deque()
    dist = [[0 for _ in range(N)] for _ in range(N)]
    dist[y][x] = 1
    q.append((y, x))

    target_y, target_x, target_dist = -1, -1, -1
    dy = [1, -1, 0, 0]
    dx = [0, 0, 1, -1]
    while q:
        cy, cx = q.popleft()
        if target_y != -1 and target_dist < dist[cy][cx]:
            break
        if board[cy][cx] != 0 and board[cy][cx] < shark_size:
            if target_y == -1:
                target_y, target_x, target_dist = cy, cx, dist[cy][cx]
            else:
                if target_dist == dist[cy][cx]:
                    if target_y > cy:
                        target_y, target_x = cy, cx
                    elif target_y == cy:
                        if target_x > cx:
                            target_y, target_x = cy, cx

        for d in range(4):
            ny = cy + dy[d]
            nx = cx + dx[d]
            if check_range(ny, nx) and board[ny][nx] <= shark_size:
                if dist[ny][nx] == 0:
                    dist[ny][nx] = dist[cy][cx] + 1
                    q.append((ny, nx))

    if target_y == -1:
        return False

    answer += (target_dist-1)
    fish_count += 1
    shark_y, shark_x = target_y, target_x
    board[shark_y][shark_x] = 0
    if fish_count == shark_size:
        shark_size += 1
        fish_count = 0
    return True

---

전체 코드

import sys
from _collections import deque
input = sys.stdin.readline

def check_range(y, x):
    return (0 <= y < N) and (0 <= x <N)

def bfs(y, x):
    global shark_y, shark_x, shark_size, fish_count, answer
    q = deque()
    dist = [[0 for _ in range(N)] for _ in range(N)]
    dist[y][x] = 1
    q.append((y, x))

    target_y, target_x, target_dist = -1, -1, -1
    dy = [1, -1, 0, 0]
    dx = [0, 0, 1, -1]
    while q:
        cy, cx = q.popleft()
        if target_y != -1 and target_dist < dist[cy][cx]:
            break
        if board[cy][cx] != 0 and board[cy][cx] < shark_size:
            if target_y == -1:
                target_y, target_x, target_dist = cy, cx, dist[cy][cx]
            else:
                if target_dist == dist[cy][cx]:
                    if target_y > cy:
                        target_y, target_x = cy, cx
                    elif target_y == cy:
                        if target_x > cx:
                            target_y, target_x = cy, cx

        for d in range(4):
            ny = cy + dy[d]
            nx = cx + dx[d]
            if check_range(ny, nx) and board[ny][nx] <= shark_size:
                if dist[ny][nx] == 0:
                    dist[ny][nx] = dist[cy][cx] + 1
                    q.append((ny, nx))

    if target_y == -1:
        return False

    answer += (target_dist-1)
    fish_count += 1
    shark_y, shark_x = target_y, target_x
    board[shark_y][shark_x] = 0
    if fish_count == shark_size:
        shark_size += 1
        fish_count = 0
    return True

N = int(input())
board = [list(map(int, input().split())) for _ in range(N)]

shark_y, shark_x = 0, 0
fish_count = 0
shark_size = 2
answer = 0
for y in range(N):
    for x in range(N):
        if board[y][x] == 9:
            board[y][x] = 0
            shark_y, shark_x = y, x

while True:
    if not bfs(shark_y, shark_x):
        break
        
print(answer)