삼성 SW 역량테스트 백준 아기상어 16236

2020-09-19

1. 문제 링크

2. 문제 조건

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.

3. 컴퓨팅 사고

물고기까지의 최단 거리 구하기
최단거리 구하는방식은 다익스트라와 BFS를 이용한 풀이로 구할 수 있습니다.
해당 풀이에서는 BFS를 이용한 풀이를 진행하겠습니다.
BFS

현재 상어의 위치에서 모든 물고기까지의 이동거리를 찾을 배열 변수를 하나 선언해줍니다.
그 중에서 가장 이동거리가 짧은 물고기를 찾아서 최단거리를 찾아줍니다.

위치 정보구하기
Queue를 이용한 x,y 상어 = 9, 물고기 1,2,3,4,5의 위치를 구해주었습니다.

상하좌우로 이동하기

1	int dir[4][2] = {{-1,0},{0,-1},{1,0},{0,1}};

상하좌우의 좌표를 해당 코드처럼 표시할 수 있습니다.
최단거리가 check변수에 있는 값과 같다면 min_dis 가장짧은거리 이므로 min_x와 min_y를 선언하여 가장 짧은 좌표를 갱신시켜줍니다.

시간복잡도

BFS
모든정점 O(N^2) O(4n^2) 4방향의 간선을 가지고 있으므로
즉, 앞의 상수를 무시하면 시간복잡도 O(N^2)
물고기 먹을 경우
N = 20이하 이므로 O(N^4) = 약 16만

가장 거리가 짧은 물고기가 여러마리일경우 상,좌를 처리

4. 소스 코드

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <queue>
#include <cstring>

using namespace std;
const int MAX = 401;
const int width = 21;
const int height = 21;

int map[width][height];
int check[width][height];
int shark_x = 0;
int shark_y = 0;
int shark_size = 2;
int shark_eat_size = 0;
int dir[4][2] = {{-1,0},{0,-1},{1,0},{0,1}};
int n = 0;

int min_dist=0;
int min_x=0;
int min_y=0;
void bfs(int x,int y){
    queue<pair<int,int>> q;
    q.push({x,y});
    check[x][y] = 0;
    while(!q.empty()){
        int dx = q.front().first;
        int dy = q.front().second;
        q.pop();
        for(int i=0; i<4; i++){
            int mx = dx + dir[i][0];
            int my = dy + dir[i][1];
            
            if(mx >= 0 && mx < n && my >= 0 && my <n ){
                // 1.자기보다 큰 상어는 지나칠 수 없음
                if(check[mx][my] != -1 || map[mx][my] > shark_size){
                    continue;
                }
                // 2. 이동거리를 갱신시켜준다.
                check[mx][my] = check[dx][dy] + 1;
            
                // 3. 먹을수 있는 물고기 인지 체크
                if(map[mx][my] != 0 && map[mx][my] < shark_size){
                    // 3.1최단 거리인지 확인
                    if(check[mx][my] < min_dist){
                        min_x = mx;
                        min_y = my;
                        min_dist = check[mx][my];
                    }
                    // 3.2최단거리가 같은게 여러개 일 경우
                    else if(check[mx][my] == min_dist){
                        // x점은 동일선상에 있어야하고 위에 있는 값중에서 최소가 되야하므로 my가 min_y보다 작은것이 최소 좌표다.
                        // 3.2.1위쪽
                        if(min_x == mx){
                            if(min_y > my){
                                min_x = mx;
                                min_y = my;
                            }
                        }
                        // 3.2.2왼쪽
                        else if(min_x > mx){
                            min_x = mx;
                            min_y = my;
                        }
                    }
                }
                q.push({mx,my});
            }
        }
    }
}
int main(void){
    
    cin >> n;
    
    for(int i=0; i<n; i++){
        for(int j=0; j<n; j++){
            cin >> map[i][j];
            if(map[i][j] == 9){
                shark_x = i;
                shark_y = j;
                map[i][j] = 0;
            }
        }
    }
    int result = 0;     //이동시간
    while(true){
        min_dist = MAX;
        min_x = width;
        min_y = height;
        for(int i=0; i<n; i++){
            for(int j=0; j<n; j++){
                check[i][j] = -1;
            }
        }
        bfs(shark_x, shark_y);
        
        // 먹을수 있는 물고기를 찾은경우
        if(min_x != width && min_y != height){
            // 이동시간을 더해줍니다.
            result += check[min_x][min_y];
            shark_eat_size++;
            
            // 만약 먹은 물고기수가 상어의 크기가 같다면
            if(shark_eat_size == shark_size){
                shark_size++;
                shark_eat_size=0;
            }
            
            // 먹은 물고기 위치 0 갱신
            map[min_x][min_y] = 0;
            // 상어 위치 갱신
            shark_x = min_x;
            shark_y = min_y;
        }
        //엄마 상어 찾기
        else {
            break;
        }
    } 
    cout << result << '\n';
    return 0;
}

AlgorithmSW역량테스트

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2. 문제 조건

3. 컴퓨팅 사고

4. 소스 코드