백준 16236번: 아기 상어 (파이썬)

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

16236번: 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.

 

풀이

 

구현을 요약하자면 먹을 수 있는 물고기가 남아있는 동안 항상 현재 위치에서 최단거리에 있는 물고기를 찾아 이동하도록 한다. 이중반복문을 사용하여 안의 반복문에서 BFS를 사용하였으며, 현재 상태를 몇 개의 값으로 표현하여 디버깅에 이용하였다.

 

사실 그렇게 어렵지 않은 문제였는데, 마지막에 fish list가 빈 리스트가 반환되었을 때 break 해주는 부분을 작성하지 않아 시간초과가 발생하였다. fish list가 빈 경우는 존재하지 않을 거라고 생각했는데, 상어가 처음부터 이동할 수 없도록 갇혀있는 경우가 존재할 수 있다는 것을 깨달았다. 문제점을 발견하지 못해서 디버깅하느라 시간이 꽤 많이 들었다. 그런데 시간초과 문제를 해결하기 위해 다른 부분에서 연산횟수를 최대한 줄이고자 했는데, 그덕에 꽤 좋은 구현이 된 것 같다.

 

소스 코드

 

import sys
from collections import deque

n = int(sys.stdin.readline())
space = []

size = 2
fishes = {1: 0, 2: 0, 3: 0, 4: 0, 5: 0, 6: 0}
fishes_eaten = 0

for _ in range(n):
    space.append(list(map(int, sys.stdin.readline().split())))

for i in range(n):
    for j in range(n):
        point = space[i][j]
        if point in fishes:
            fishes[point] += 1
        elif point == 9:
            space[i][j] = 0
            y, x = i, j

def bfs(y, x):
    dxy = [(-1, 0), (0, -1), (0, 1), (1, 0)]
    q = deque([(y, x, 0)])

    fish_list = []
    visited = [[False for _ in range(n)] for _ in range(n)]
    prev_dis = 0
    while q:
        y, x, dis = q.popleft()
        if prev_dis != dis and fish_list:
            break

        visited[y][x] = True
        prev_dis = dis

        for dx, dy in dxy:
            if x+dx < 0 or x+dx >= n or y+dy < 0 or y+dy >= n:
                continue

            if not visited[y+dy][x+dx]:
                visited[y+dy][x+dx] = True

                point = space[y+dy][x+dx]
                if 0 < point < size:
                    fish_list.append((dis+1, y+dy, x+dx))
                elif (point == 0 or point == size) and not fish_list:
                    q.append((y+dy, x+dx, dis+1))
    return fish_list

time_spent = 0
available_fishes = fishes[1]
while available_fishes:
    fish_list = bfs(y, x)
    
    if fish_list:
        fish_list.sort()
        dis, y, x = fish_list[0]
        point = space[y][x]
        
        space[y][x] = 0
        time_spent += dis
        fishes_eaten += 1
        fishes[point] -= 1
        available_fishes -= 1

        if fishes_eaten == size and size < 7:
            fishes_eaten = 0
            available_fishes += fishes[size]
            size += 1
    else:
        break

print(time_spent)