[JAVA / 자바] 백준 16236번 - 아기 상어 (골드 3)

 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, 지나야 하는 칸의 개수의 최솟값이다.
  • 거리가 가까운 물고기가 많다면, 가장 위에 있는 물고기, 그러한 물고기가 여러 마리라면, 가장 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다.

아기 상어의 이동은 1초 걸리고, 물고기를 먹는 데 걸리는 시간은 없다고 가정한다. 즉, 아기 상어가 먹을 수 있는 물고기가 있는 칸으로 이동했다면, 이동과 동시에 물고기를 먹는다. 물고기를 먹으면, 그 칸은 빈칸이 된다.

아기 상어는 자신의 크기와 같은 수의 물고기를 먹을 때마다 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: 빈칸
• 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.

---

---

 문제 접근 방법 

1. 상어의 최초 위치 저장

바다의 상태가 입력으로 들어올 때 상어의 위치는 9로 입력이 된다. 이때, 상어의 위치는 변수에 저장을 해 둔다.

 

2. 현재 상어가 먹을 수 있는 먹이 탐색

이는 최단 거리를 구할 때 사용하는 너비 우선 탐색 알고리즘(Breath First Search : BFS)을 사용하여 갈 수 있는 거리를 탐색하면서 해당 위치가 물고기가 있는지 확인하여 먹이를 찾으면 바닷속 해당 위치를 0으로 바꿔주고, 상어의 위치도 해당 위치로 갱신한다. 이후 누적 시간을 갱신하고 상어가 먹은 먹이의 수를 판단하여 상어가 몸집이 커졌는지 확인하여 몸집이 커졌으면 누적 먹이합을 초기화하고 상어의 크기를 +1 해준다.

 

3. BFS탐색

 1) 상어의 위치를 매개변수로 받아와 최초 경로 탐색 시작 지점으로 설정한다.

 2) 이후 다음 경로는 해당 위치의 상하좌우이므로 이동시킬 경우 해당 지역이 바다에 존재하는 영역인지, 이동할 수 있는 지역인지 확인

 3) 이동할 수 있는 곳이라면 이동하기 이전의 지역보다 1초 추가된 시간을 해당 지역에 저장

 4) 이동한 지역까지 걸린 시간이 먹이를 찾은 최소 시간보다 오래 걸리면 해당 지역 이후 탐색은 하지 않음

 5) 이동한 지역에 물고기가 상어가 먹을 수 있는 크기인 경우

    5-1) 해당 위치까지 걸리는 시간이 먹이를 찾은 최소 시간보다 빠르면 해당 위치와 시간을 갱신

    5-2) 해당 위치까지 걸리는 시간이 먹이를 찾은 최소 시간과 동일하면 문제에서 주어진 조건의 우선순위를 따져 갱신여부 판단하여 갱신

 6) 이동한 지역 이후 다음 경로를 찾기 위해 큐에 현재 이동한 위치 저장

 7) 큐가 빈 상태가 될 때까지 2~6 과정 반복

 8) 문제에서 요구하는 우선순위가 가장 높은 먹이의 위치 반환

---

 JAVA 코드 풀이 

 코드 실행 결과 

---

 후기 

이전까지 나왔던 너비 우선 탐색을 사용했던 문제들은 너비 우선 탐색을 한번 내지 두 번 사용하여 문제의 답을 도출할 수 있었다, 그러나 이번 문제는 너비 우선 탐색을 계속 사용하기도 해야 하고 한번 실행할 때마다 이동할 수 있는 조건이 달라지기도 하고 조금 까다로웠던 문제라고 생각이 든다. 막상 풀어놓고 나중에 다시 확인하니 코드에 주석이 없으면 코드를 이해하는데 조금 시간이 걸렸던 문제였다. 앞으로는 이전처럼 단순히 알고리즘을 알고 있는지, 사용할 줄 아는지, 구현할 줄 아는지 묻는 문제보다는 이러한 응용문제들이 많이 나오게 될 텐데 이를 대비하기 위해서는 알고리즘을 완벽하게 이해하고 숙지할 수 있도록 해야겠다는 생각이 든다.

---

 문제 원본 

https://www.acmicpc.net/problem/16236

16236번: 아기 상어

 알고리즘 분류 

• 구현
• 그래프 이론
• 그래프 탐색
• 너비 우선 탐색
• 시뮬레이션