[Algorithm] 백준/16236 :: 아기 상어

* 핵심 개념

고려해야 할 사항은 크게 두가지다.

1. 물고기가 같은 거리에 있는 경우 위에 있고, 왼쪽에 있는 물고기를 먹는다. 

다른 방법도 존재하지만 우선순위 큐를 사용하여 처리하였다. (148ms)

먹이를 찾았을 때 큐에 남은 점들을 다시 확인해서 비교한다. (80ms)

2. 물고기를 먹고 나서 상어 크기가 증가하는 지 확인해야 한다.

하나 주의해야 할 점은 상어의 위치를 받고 map을 0으로 변경해주는 작업도 필요하다.

요약하면, 

상어 위치 확인  >> 물고기 탐색(BFS) >> 찾은 물고기 우선순위 큐에 저장 >> 우선순위 큐의 맨 앞 물고기 선택 >> 상어 위치 변경 및 상어 크기 증가여부 확인

상어 위치 확인 >> 물고기 탐색(BFS) >> 물고기 찾으면 남아있는 큐 탐색 >> 최적의 물고기 위치 확인 >> 상어 위치 변경 및 상어 크기 증가 여부 확인

위 순서대로 진행하며 BFS가 끝낫는데 큐의 크기가 0이라면 먹을 수 있는 물고기가 없다는 뜻이므로 움직인 거리를 출력하면 된다.

* 문제

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 최소값이다.
  • 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.

* 소스 코드

import java.io.*;
import java.util.*;
 
public class Main {
    public static StringTokenizer stk;
    public static StringBuilder sb = new StringBuilder();
    public static int[] dx = {-1, 0, 0, 1};
    public static int[] dy = {0, -1, 1, 0};
    public static int n, eating = 0;
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        n = Integer.parseInt(br.readLine());
        int[][] map = new int[n][n];
        Queue<Shark> q = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            stk = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(stk.nextToken());
                if (map[i][j] == 9) {
                    q.add(new Shark(i, j, 2, 0));
                    map[i][j] = 0;
                }
            }
        }
 
        int ans = 0;
        boolean[][] visited = new boolean[n][n];
        while (!q.isEmpty()) {
            Shark shark = q.poll();
            if (!visited[shark.x][shark.y]) {
                visited[shark.x][shark.y] = true;
                if (map[shark.x][shark.y] != 0 && map[shark.x][shark.y] < shark.power) {  //상어가 먹이를 찾으면
                    Shark curr = shark;
                    //거리 > 높이 > 왼쪽 순서로 먹기 위해 남은 Queue 탐색
                    while (!q.isEmpty()) {
                        shark = q.poll();
                        if (map[shark.x][shark.y] != 0 && map[shark.x][shark.y] < shark.power) {
                            if (curr.cost == shark.cost) {
                                if (curr.x > shark.x) {
                                    curr = shark;
                                } else if (curr.x == shark.x && curr.y > shark.y) {
                                    curr = shark;
                                }
                            } else if (curr.cost > shark.cost) {
                                curr = shark;
                            }
                        }
                    }
                    map[curr.x][curr.y] = 0;
                    eating++;
                    ans += curr.cost;
                    int flag = 0;
                    if (eating == curr.power) {        //상어가 성장할 수 있으면
                        flag = 1;
                        eating = 0;
                    }
                    q.clear();
                    q.add(new Shark(curr.x, curr.y, curr.power + flag, 0));
                    visited = new boolean[n][n];
                    continue;
                }
                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    int nx = shark.x + dx[i];
                    int ny = shark.y + dy[i];
                    if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < n && map[nx][ny] <= shark.power && !visited[nx][ny]) {
                        q.add(new Shark(nx, ny, shark.power, shark.cost + 1));
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println(ans);
    }
 
    public static class Shark {
        int x, y, power, cost;
 
        public Shark(int x, int y, int power, int cost) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.power = power;
            this.cost = cost;
        }
    }
}