백준 - 3055 탈출

https://www.acmicpc.net/problem/3055

3055번: 탈출

 

 

문제

사악한 암흑의 군주 이민혁은 드디어 마법 구슬을 손에 넣었고, 그 능력을 실험해보기 위해 근처의 티떱숲에 홍수를 일으키려고 한다. 이 숲에는 고슴도치가 한 마리 살고 있다. 고슴도치는 제일 친한 친구인 비버의 굴로 가능한 빨리 도망가 홍수를 피하려고 한다.

티떱숲의 지도는 R행 C열로 이루어져 있다. 비어있는 곳은 '.'로 표시되어 있고, 물이 차있는 지역은 '*', 돌은 'X'로 표시되어 있다. 비버의 굴은 'D'로, 고슴도치의 위치는 'S'로 나타내어져 있다.

매 분마다 고슴도치는 현재 있는 칸과 인접한 네 칸 중 하나로 이동할 수 있다. (위, 아래, 오른쪽, 왼쪽) 물도 매 분마다 비어있는 칸으로 확장한다. 물이 있는 칸과 인접해있는 비어있는 칸(적어도 한 변을 공유)은 물이 차게 된다. 물과 고슴도치는 돌을 통과할 수 없다. 또, 고슴도치는 물로 차있는 구역으로 이동할 수 없고, 물도 비버의 소굴로 이동할 수 없다.

티떱숲의 지도가 주어졌을 때, 고슴도치가 안전하게 비버의 굴로 이동하기 위해 필요한 최소 시간을 구하는 프로그램을 작성하시오.

고슴도치는 물이 찰 예정인 칸으로 이동할 수 없다. 즉, 다음 시간에 물이 찰 예정인 칸으로 고슴도치는 이동할 수 없다. 이동할 수 있으면 고슴도치가 물에 빠지기 때문이다. 

 

입력

첫째 줄에 50보다 작거나 같은 자연수 R과 C가 주어진다.

다음 R개 줄에는 티떱숲의 지도가 주어지며, 문제에서 설명한 문자만 주어진다. 'D'와 'S'는 하나씩만 주어진다.

 

출력

첫째 줄에 고슴도치가 비버의 굴로 이동할 수 있는 가장 빠른 시간을 출력한다. 만약, 안전하게 비버의 굴로 이동할 수 없다면, "KAKTUS"를 출력한다.

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풀이 방법

오랜만에 풀어본 골드 문제. 미리 말하자면 정말 문제 제목 그대로 '탈출' 하고 싶었던 문제였다.

진짜 요 근래 풀었던 문제중에 시간도 가장 많이 썼고, 정말 어려웠다ㅠㅠ

사실 처음 코드를 짜고나서 의외로 예제도 맞고, 검색했던 반례들도 맞아서 잘 풀리나...? 했는데 아니나 다를까 5% 에서 계속 틀렸습니다와 마주하였다. 특히 3번째 조건인 물이 방문할 예정인 칸은 고슴도치가 갈 수 없다 라는 부분도 해결했었는데 결국 다른 부분에서 로직 오류를 마주하였고, 풀긴했는데 정말 오래걸렸다.

 

이 문제는 아래 부분들을 주의하면서 풀어야한다.

1. 조건이 아주 많다. 먼저 물과 고슴도치 모두 돌이 있는 칸은 접근 불가능하며 고슴도치는 물로 갈 수 없고, 비버의 동굴까지 가야한다. 물은 비버의 동굴에는 갈 수 없다.

 

2. 여기가 아주 중요한 조건이다! 물이 방문할 예정인 칸은 고슴도치가 방문할 수 없다. 이게 뭔 소리냐하면 물이 3,3 이라는 칸에 방문할 예정이면 고슴도치는 다음 움직일때 3,3 으로는 갈 수 없다는 것이다. 이 조건이 이 문제를 어렵게 만드는 주범이다.

 

3. 결국 1 과 2 의 장벽 때문에 이 문제는 물이 먼저 BFS 탐색을 거쳐서 계산된 후, 고슴도치가 map 을 탐색해야한다.

나는 우선 순위 큐를 사용해서 물이 먼저 queue에서 빠져나오게 만들었다 -> 다음으로 water 이라는 배열을 만들서 각 칸에 방문 시 몇 초가 걸리는지 water 배열에 저장하였다 -> 다음으로 고슴도치가 map 배열을 탐색하는데 이때 고슴도치가 map 에서 물이 있는 곳을 지나가야하는 경우 water[nx][ny] 의 값보다 현재 고슴도치의 움직이는 시간이 작은 경우에만 방문 할 수 있도록 했다.

 

이게 뭔 소리냐 하면,

물이 map 의 모든 곳을 방문하고 나면 map 은 돌이 있는 칸과 고슴도치가 있는 칸, 비버의 동굴을 제외하면 모두 1로 채워진다. 이때 물이 있는 칸은 water 배열에 해당 좌표에 도착하기 까지의 시간이 저장된다.

이후 고슴도치가 방문할때 map 에서 물로 채워진 칸이 있다면 동일한 좌표(nx,ny) 로 water 배열의 값을 확인한다. 만약 고슴도치가 해당 좌표에 도착하기까지의 시간이 water[nx][ny] 의 값보다 작다면 해당 좌표에는 고슴도치가 물보다 빠르게 갈 수 있다는 것이고, 이로 인해 이미 map 에서 물로 차버린 칸이라도 고슴도치가 방문한 것으로 취급하였다.

마지막을 고슴도치의 방문 시간을 저장하는 animal[nx][ny] 에 현재 시간을 저장한다.

 

ex)

1) water[nx][ny] = 3, now.cnt  = 2 인 경우 : map[nx][ny] 에 방문하기 위해서는 현재 시간 +1 임으로 water[nx][ny] 와 now.cnt+1 을 비교해서 now.cnt+1 가 더 작은 경우에만 고슴도치가 map[nx][ny] 에 방문하도록 한다 => 여기서는 실패!, map[nx][ny] = 물

2) water[nx][ny] = 4, now.cnt = 2 인 경우 : 방문 가능! map[nx][ny] = 고슴도치

 

4. 나처럼 풀면 아주 주의해야 할 점이 있다. 바로 water 과 animal 각 칸까지는 항상 최소 시간에 방문할 수 있도록 해야한다. 즉, water 과 animal 모두 각 칸에 도착 할 수 있는 가능한 빠른 시간을 저장해야한다. 이는 이전에 숨바꼭질에서 풀었던 것과 비슷하게 해당 배열에 저장된 값이 현재 시간보다 크다면 현재 시간으로 바꿔주는 계산을 하였다.

 

나머지는 코드 주석 참고!!

package baekJoon;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Quiz_3055 {
    static int[] dx = {1, -1, 0, 0};
    static int[] dy = {0, 0, -1, 1};

    // 입력받는 지도 배열
    static int[][] map;

    // 물의 방문 배열
    static int[][] water;

    // 고슴도치 방문 배열
    static int[][] animal;
    static int r, c;
    static int min = Integer.MAX_VALUE;
    static PriorityQueue<Move> q = new PriorityQueue<>();

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");

        r = Integer.parseInt(st.nextToken());
        c = Integer.parseInt(st.nextToken());

        map = new int[r][c];
        water = new int[r][c];
        animal = new int[r][c];

        // D 나 C *, X 등 모두 char 값을 입력받는다
        // 이러면 추후 계산하기 귀찮아서...
        // 내가 임의로 int 형으로 바꿔서 map 에 넣어두었다.
        // 비버굴 D : 5
        // 고슴도치 S : 4
        // 빈칸 . : 0
        // 물 * : 1
        // 돌 X : 9
        for (int i = 0; i < r; i++) {
            String str = br.readLine();

            for (int j = 0; j < c; j++) {
                char[] ch = str.toCharArray();

                if (ch[j] == 'D') {
                    map[i][j] = 5;
                } else if (ch[j] == 'S') {
                    map[i][j] = 4;
                    q.offer(new Move("S", i, j, 0));

                } else if (ch[j] == '*') {
                    map[i][j] = 1;
                    q.offer(new Move("*", i, j, 0));

                } else if (ch[j] == 'X') {
                    map[i][j] = 9;
                } else if (ch[j] == '.') {
                    map[i][j] = 0;
                }
            }

        }

        findViVo();
        // min 값이 변화가 없다면(그대로 Integer.MAX_VALUE 라면 KAKTUS 출력, 아니면 MIN 출력
        System.out.println(min == Integer.MAX_VALUE ? "KAKTUS" : min);

    }

    static int findViVo() {


        while (!q.isEmpty()) {
            // PriorityQueue 임으로 당연히 name 이 * 인 애들만 먼저 튀어나오게 된다.
            // 즉 map 에서 물만 먼저 나오게 된다.
            Move now = q.poll();

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = now.x + dx[i];
                int ny = now.y + dy[i];

                if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= r || ny >= c || map[nx][ny] == 9) {
                    continue;
                }

                // 물에 대해서 queue 가 끝나면 이제 고슴도치가 움직이기 시작한다.
                if (now.name.equals("S")) {

                    // 고슴도치가 다음 방문하는 곳이 5 라면
                    // map 에서 5는 비버굴을 의미함으로 도착한 것으로 취급한다
                    if (map[nx][ny] == 5) {

                        // 도착지까지의 움직인 시간을 min 에 저장한다.
                        // 이때 현재 min 과 비교해서 최소값을 저장한다.
                        min = Math.min(min, now.cnt + 1);

                    }

                    // 만약 다음 방문하는 곳이 0 인 경우 해당 좌표에 방문한다.
                    // 만약 다음 방문하는 곳이 1인 경우 물 배열에서 해당 좌표의 값을 조사한다.
                    // 물 배열은 해당 좌표까지의 시간을 저장함으로
                    // 고슴도치가 도착하는 시간 즉 now.cnt+1 보다 물이 해당 좌표에 도착하는 시간이 작은 경우에만
                    // 해당 좌표를 방문한다.
                    // 이는 조건 3을 만족하기 위함으로 동일한 좌표에 도착하더라도 물이 3초만에 도착하고, 고슴도치도 3초만에 도착한다면
                    // 고슴도치는 해당 좌표에 갈 수 없기 때문에 고슴도치는 항상 물보다 먼저 해당 좌표에 도착해야한다.
                    if (map[nx][ny] == 0 || (map[nx][ny] == 1 && water[nx][ny] > now.cnt + 1)) {
                        map[nx][ny] = 4;

                        // animal 배열에는 고슴도치가 해당 좌표에 방문한 시간을 저장한다.
                        animal[nx][ny] = now.cnt + 1;

                        // 그리고 queue 에 넣는다.
                        q.offer(new Move("S", nx, ny, now.cnt + 1));

                        // map 에서 고슴도치가 이미 방문한 곳도 다시 확인한다.
                        // 이는 물 배열과 마찬가지로 해당 좌표에 고슴도치가 도착하는 최솟값을 확인하기 위해서이다.
                    } else if (map[nx][ny] == 4) {
                        if (now.cnt + 1 < animal[nx][ny]) {
                            animal[nx][ny] = now.cnt + 1;
                            q.offer(new Move("S", nx, ny, now.cnt + 1));
                        }
                    }

                    // name 이 * 인 애들 즉 물은 아래 if 문을 실행한다
                } else if (now.name.equals("*")) {
                    // 만약 map 에서 탐색했을 때 다음 방문할 곳이 0(빈칸)이라면
                    if (map[nx][ny] == 0) {
                        // 방문 후 1로 변경
                        map[nx][ny] = 1;

                        // 물 배열에는 현재 cnt 값 +1 을 한다.
                        water[nx][ny] = now.cnt + 1;

                        // 그리고 queue 에 넣는다.
                        q.offer(new Move("*", nx, ny, now.cnt + 1));

                        // 만약 다음 방문할 곳이 이미 물이 이미 방문한 곳이라면
                    } else if (map[nx][ny] == 1) {
                        // 물 배열에서 해당 좌표의 값을 확인한다.
                        // 이때 확인한 값이 현재 now.cnt+1 보다 큰 수라면
                        // 물 배열의 값을 현재 now.cnt+1 로 바꾼다.
                        // 이는 물 배열에서 해당 좌표에 도착했을 때 최소값을 저장하기 위해서이다.
                        if (water[nx][ny] > now.cnt + 1) {
                            water[nx][ny] = now.cnt + 1;
                            q.offer(new Move("*", nx, ny, now.cnt + 1));
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}

// 물이 먼저 map 을 탐색해야함으로
// Comparable 를 사용해서 this.name 과 o.name 을 비교후 * 가 먼저 출력되도록 한다.
class Move implements Comparable<Move> {
    String name;
    int x;
    int y;
    int cnt; // 움직힌 횟수(시간)

    Move(String name, int x, int y, int cnt) {
        this.name = name;
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.cnt = cnt;
    }

    @Override
    public int compareTo(Move o) {
        return this.name.compareTo(o.name);
    }
}