알고리즘 문제 풀기

백준 16236: 아기 상어 - javascript(bfs)

Fo_rdang 2024. 3. 14. 19:48
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문제 출처 

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

 

16236번: 아기 상어

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 가

www.acmicpc.net

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.

예제 입력 1 복사

3
0 0 0
0 0 0
0 9 0

예제 출력 1 복사

0

예제 입력 2 복사

3
0 0 1
0 0 0
0 9 0

예제 출력 2 복사

3

예제 입력 3 복사

4
4 3 2 1
0 0 0 0
0 0 9 0
1 2 3 4

예제 출력 3 복사

14

예제 입력 4 복사

6
5 4 3 2 3 4
4 3 2 3 4 5
3 2 9 5 6 6
2 1 2 3 4 5
3 2 1 6 5 4
6 6 6 6 6 6

예제 출력 4 복사

60

예제 입력 5 복사

6
6 0 6 0 6 1
0 0 0 0 0 2
2 3 4 5 6 6
0 0 0 0 0 2
0 2 0 0 0 0
3 9 3 0 0 1

예제 출력 5 복사

48

예제 입력 6 복사

6
1 1 1 1 1 1
2 2 6 2 2 3
2 2 5 2 2 3
2 2 2 4 6 3
0 0 0 0 0 6
0 0 0 0 0 9

예제 출력 6 복사

39

 

문제 풀이 힌트 

문제를 해결하는 접근 방식은 다음과 같을 것입니다:

  1. 아기 상어의 위치를 찾고, 아기 상어의 크기 및 먹은 물고기 수를 초기화합니다.
  2. 아기 상어의 현재 위치에서 BFS를 활용하여 먹을 수 있는 물고기를 탐색합니다.
  3. BFS를 통해 먹을 수 있는 물고기를 찾았다면, 그 중에서 아기 상어가 이동할 위치를 결정합니다.
  4. 아기 상어가 해당 위치로 이동하고, 물고기를 먹습니다.
  5. 먹은 물고기 수가 아기 상어의 크기와 같아진다면, 아기 상어의 크기를 증가시킵니다.
  6. 이동한 위치에서 다시 BFS를 수행하여 다음 먹을 수 있는 물고기를 찾습니다.
  7. 먹을 수 있는 물고기를 더 이상 찾지 못할 때까지 위 과정을 반복합니다.
  8. 아기 상어가 이동한 거리를 계산하여 출력합니다.

이러한 접근 방식에 따라 코드를 작성할 수 있습니다. 아래는 예시 코드입니다.

문제 풀이 코드 

// 입력을 받고 공간의 크기를 설정합니다.
const input = require('fs').readFileSync('/dev/stdin').toString().trim().split('\n');
const N = Number(input.shift());
// 공간의 상태를 저장할 배열을 초기화합니다.
let graph = Array.from({ length: N }, () => input.shift().split(' ').map(Number));

// 상, 좌, 우, 하 순서로 이동할 때의 변화량을 정의합니다.
const directions = [[-1, 0], [0, -1], [0, 1], [1, 0]];

// 아기 상어의 크기와 먹은 물고기 수, 현재 위치, 시간을 초기화합니다.
let sharkSize = 2;
let sharkEat = 0;
let sharkX, sharkY;
let time = 0;

// BFS를 사용하여 먹을 수 있는 물고기를 탐색합니다.
function findFish() {
    const visited = Array.from({ length: N }, () => Array(N).fill(false));
    const queue = [{ x: sharkX, y: sharkY, dist: 0 }];
    visited[sharkX][sharkY] = true;
    let eatableFish = [];

    while (queue.length) {
        const { x, y, dist } = queue.shift();

        for (const [dx, dy] of directions) {
            const nx = x + dx;
            const ny = y + dy;

            // 공간을 벗어나지 않고 방문하지 않은 경우 탐색합니다.
            if (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && !visited[nx][ny] && graph[nx][ny] <= sharkSize) {
                visited[nx][ny] = true;
                queue.push({ x: nx, y: ny, dist: dist + 1 });

                // 먹을 수 있는 물고기인 경우 목록에 추가합니다.
                if (graph[nx][ny] > 0 && graph[nx][ny] < sharkSize) {
                    eatableFish.push({ x: nx, y: ny, dist: dist + 1 });
                }
            }
        }
    }

    return eatableFish;
}

// 먹을 수 있는 물고기를 먹고, 이동한 시간을 계산합니다.
function eatFish(fish) {
    // 아기 상어가 있던 위치를 빈 공간으로 변경하고, 새로운 위치로 이동합니다.
    graph[sharkX][sharkY] = 0;
    sharkX = fish.x;
    sharkY = fish.y;
    graph[sharkX][sharkY] = 9;
    time += fish.dist;
    sharkEat++;

    // 아기 상어가 먹은 물고기 수가 크기와 같아지면 크기를 증가시킵니다.
    if (sharkEat === sharkSize) {
        sharkSize++;
        sharkEat = 0;
    }
}

// 문제를 해결하는 함수입니다.
function solution() {
    while (true) {
        // BFS를 통해 먹을 수 있는 물고기를 찾습니다.
        const eatableFish = findFish();

        // 먹을 수 있는 물고기가 없으면 종료합니다.
        if (eatableFish.length === 0) break;

        // 가장 가까운 물고기를 찾아 먹습니다.
        eatableFish.sort((a, b) => {
            if (a.dist === b.dist) {
                if (a.x === b.x) return a.y - b.y;
                return a.x - b.x;
            }
            return a.dist - b.dist;
        });

        eatFish(eatableFish[0]);
    }

    return time;
}

// 아기 상어의 초기 위치를 찾습니다.
for (let i = 0; i < N; i++) {
    for (let j = 0; j < N; j++) {
        if (graph[i][j] === 9) {
            sharkX = i;
            sharkY = j;
            break;
        }
    }
}

// 문제를 해결하고 결과를 출력합니다.
console.log(solution());

 

Only 문제 힌트 

const input = require('fs').readFileSync('/dev/stdin').toString().trim().split('\n');
const N = Number(input.shift());
let graph = Array.from({ length: N }, () => input.shift().split(' ').map(Number));

const directions = [[-1, 0], [0, -1], [0, 1], [1, 0]];

let sharkSize = 2;
let sharkEat = 0;
let sharkX, sharkY;
let time = 0;

function findFish() {
    const visited = Array.from({ length: N }, () => Array(N).fill(false));
    const queue = [{ x: sharkX, y: sharkY, dist: 0 }];
    visited[sharkX][sharkY] = true;
    let eatableFish = [];

    while (queue.length) {
        const { x, y, dist } = queue.shift();

        for (const [dx, dy] of directions) {
            const nx = x + dx;
            const ny = y + dy;

            if (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && !visited[nx][ny] && graph[nx][ny] <= sharkSize) {
                visited[nx][ny] = true;
                queue.push({ x: nx, y: ny, dist: dist + 1 });

                if (graph[nx][ny] > 0 && graph[nx][ny] < sharkSize) {
                    eatableFish.push({ x: nx, y: ny, dist: dist + 1 });
                }
            }
        }
    }

    return eatableFish;
}

function eatFish(fish) {
    graph[sharkX][sharkY] = 0;
    sharkX = fish.x;
    sharkY = fish.y;
    graph[sharkX][sharkY] = 9;
    time += fish.dist;
    sharkEat++;

    if (sharkEat === sharkSize) {
        sharkSize++;
        sharkEat = 0;
    }
}

function solution() {
    while (true) {
        const eatableFish = findFish();

        if (eatableFish.length === 0) break;

        eatableFish.sort((a, b) => {
            if (a.dist === b.dist) {
                if (a.x === b.x) return a.y - b.y;
                return a.x - b.x;
            }
            return a.dist - b.dist;
        });

        eatFish(eatableFish[0]);
    }

    return time;
}

for (let i = 0; i < N; i++) {
    for (let j = 0; j < N; j++) {
        if (graph[i][j] === 9) {
            sharkX = i;
            sharkY = j;
            break;
        }
    }
}

console.log(solution());

 

내 틀린 풀이 코드 ) 시간 초과 

const input = require('fs').readFileSync('/dev/stdin').toString().trim().split('\n'); 
const N = Number(input.shift()); 
let graph = Array.from({length: N}).map(() => []); 
for(let i=0; i<N; i++){
    graph[i] = input[i].split(' ').map(v => +v); 
}
//위 왼 오 아
const dx = [0,-1,1,0]; 
const dy = [1,0,0,-1]; 

function bfs(start){
    const queue = [start];
    const visited = Array.from({length: N}).map(() => new Array(N).fill(false)); 
    visited[start[0]][start[1]] = true; 
    let time = 0; 
    
    while(queue.length){
        const [y,x,t] = queue.shift(); 
        time = t; 
        
       for(let i=0; i<4; i++){
        let nx = x+ dx[i]; 
        let ny = y+ dy[i]; 
       
        if(nx<0 || ny<0 || nx>=N || ny >= N) continue; 
        if(graph[ny][nx] > size) continue; 
        if(!visited[ny][nx]){
            visited[ny][nx] = true; 
            queue.push([ny,nx, t+1])
        }
    }     
 }
 return time; 
}

 let size = 2; 
 let eatNum = 0; 
 let startY, startX; 

for(let i=0; i<N; i++){
    for(let j=0; j<N; j++){
       if(graph[i][j] === 9){
          startY = i; 
          startX = j; 
          graph[i][j] = 0; 
          break; 
       }
    }
}

let result = 0; 
while(true){
    const time = bfs([startY, startX, 0]); 
    if(time === 0) break; 
    result += time; 
    eatNum++; 
    if(eatNum === size){
        size++; 
        eatNum=0; 
    }
}

console.log(result)
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