[백준] 16236 : 아기 상어 (삼성 SW 역량 테스트) / python

1. 문제 설명

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 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.

 

2. 풀이 전 계획과 생각

입력

• N → grid의 크기
• grid → N * N 2차원 배열
  • 0: 빈 칸
  • 1, 2, 3, 4, 5, 6: 칸에 있는 물고기의 크기
  • 9: 아기 상어의 위치

 

구하고자 하는 바

더이상 먹을 수 있는 물고기가 없다면 시간을 출력하고 종료한다.

 

필요한 함수

• 아기 상어의 크기 증가
• 아기 상어 이동
• 물고기 먹음, 빈칸으로 만들고 시간 증가

 

함수 구체적으로

아기 상어의 처음 위치를 찾자

for i in range(N):
	for j in range(N):
		if grid[i][j] == 9:
			shark_y, shark_x = i, j

 

아기 상어의 크기 증가

처음에 아기 상어의 크기는 2
아기 상어는 자신의 크기와 같은 수의 물고기를 먹을 때 마다 크기가 1 증가한다.

shark_size = 2
ate = 0

if shark_size == ate:
		shark_size += 1
		ate = 0

 

아기 상어 이동 (BFS 탐색)

• 가장 위에 있는 물고기, 가장 왼쪽에 있는 물고기 순이다.
  (grid 탐색할 때 2차원 배열 순차적으로 순회)
  
  
• 제한 조건
  • 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.
  ⇒ 이동할 수 있는 조건
      1 ≤ grid[i][[j] < 아기 상어의 크기
  
  ⇒ 먹을 수 있는 조건
      0 ≤ grid[i][j] ≤ 아기 상어의 크기

 

1. 거리가 가장 가까운 물고기를 먹어야 하므로 BFS 탐색하여 최단거리를 찾는다.
거리 배열을 두어 표시한다.
(아기 상어의 이동은 1초 걸린다 → visited[ny][nx] = visited[y][x] + 1)

2. 거리 배열에 다 표시하면, 거리 배열을 위에서 아래로 왼쪽에서 오른쪽으로 탐색한다.
먹을 수 있는 최단 거리와 물고기의 위치를 갱신하고 can_shark_eat = True한다.
먹을 수 없으면, can_shark_go = False 한다.

 

물고기를 먹음, 빈칸으로 만들고 시간 증가

먹을 수 있다면, 물고기 먹은 수를 +1 증가한다. 물고기를 먹으면, 그 칸은 빈 칸이 된다.
움직인 거리만큼 시간을 증가한다.

ate += 1
grid[y][x] = 0
time += distance[y][x]

distance 초기화

 

3. 풀이 - BFS 탐색

from collections import deque

N = int(input())
grid = [ list(map(int, input().split())) for _ in range(N) ]

time = 0
shark_size = 2
ate = 0
shark_y, shark_x = 0, 0

visited = [ [-1] * N for _ in range(N) ]

def get_start_pos():
    for i in range(N):
        for j in range(N):
            if grid[i][j] == 9:
                return i, j

def in_range(y, x):
    return 0 <= y < N and 0 <= x < N

def can_go(y, x):
    return in_range(y, x) and visited[y][x] == -1 and 0 <= grid[y][x] <= shark_size

def can_eat(y, x):
    return 1 <= grid[y][x] < shark_size

def move_shark():
    global visited, shark_y, shark_x, ate, time

    visited = [ [-1] * N for _ in range(N) ]
    queue = deque()
    queue.append((shark_y, shark_x))
    visited[shark_y][shark_x] = 0

    dys = [-1, 1, 0, 0]
    dxs = [0, 0, -1, 1]

    while queue:
        y, x = queue.popleft()
        for dy, dx in zip(dys, dxs):
            ny, nx = dy + y, dx + x
            if can_go(ny, nx):
                queue.append((ny, nx))
                visited[ny][nx] = visited[y][x] + 1

    can_shark_eat = False
    min_dist = 20 * 20

    for i in range(N):
        for j in range(N):
            if 1 <= visited[i][j] < min_dist and can_eat(i, j):
                can_shark_eat = True
                shark_y, shark_x = i, j
                min_dist = visited[i][j]

    if can_shark_eat:
        ate += 1
        grid[shark_y][shark_x] = 0
        time += min_dist

    return can_shark_eat

def simulate():
    global shark_size, ate
    can_shark_eat = move_shark()
    if shark_size == ate:
        shark_size += 1
        ate = 0

    return can_shark_eat

shark_y, shark_x = get_start_pos()
grid[shark_y][shark_x] = 0

while True:
    if not simulate():
        break

print(time)

 

4. 풀이 후 알게된 개념과 소감

• 먹을 때와 이동할 때는 한 BFS내에서 처리해주지만 먹는 것이 가능할 때와 이동하는 것의 조건은 달랐다.
  이때, 햇갈리지 말고 서로 다르게 처리해주는 것을 잊지말자.