백준 19237번 - 어른 상어

문제: https://www.acmicpc.net/problem/19237

19237번: 어른 상어

문제 설명

문제

청소년 상어는 더욱 자라 어른 상어가 되었다. 상어가 사는 공간에 더 이상 물고기는 오지 않고 다른 상어들만이 남아있다. 상어에는 1 이상 M 이하의 자연수 번호가 붙어 있고, 모든 번호는 서로 다르다. 상어들은 영역을 사수하기 위해 다른 상어들을 쫓아내려고 하는데, 1의 번호를 가진 어른 상어는 가장 강력해서 나머지 모두를 쫓아낼 수 있다.

N×N 크기의 격자 중 M개의 칸에 상어가 한 마리씩 들어 있다. 맨 처음에는 모든 상어가 자신의 위치에 자신의 냄새를 뿌린다. 그 후 1초마다 모든 상어가 동시에 상하좌우로 인접한 칸 중 하나로 이동하고, 자신의 냄새를 그 칸에 뿌린다. 냄새는 상어가 k번 이동하고 나면 사라진다.

각 상어가 이동 방향을 결정할 때는, 먼저 인접한 칸 중 아무 냄새가 없는 칸의 방향으로 잡는다. 그런 칸이 없으면 자신의 냄새가 있는 칸의 방향으로 잡는다. 이때 가능한 칸이 여러 개일 수 있는데, 그 경우에는 특정한 우선순위를 따른다. 우선순위는 상어마다 다를 수 있고, 같은 상어라도 현재 상어가 보고 있는 방향에 따라 또 다를 수 있다. 상어가 맨 처음에 보고 있는 방향은 입력으로 주어지고, 그 후에는 방금 이동한 방향이 보고 있는 방향이 된다.

모든 상어가 이동한 후 한 칸에 여러 마리의 상어가 남아 있으면, 가장 작은 번호를 가진 상어를 제외하고 모두 격자 밖으로 쫓겨난다.

<그림 1>

우선 순위상어 1상어 2상어 3상어 4↑↑↑↑↓↓↓↓←←←←→→→→

↓ ← ↑ →	↓ → ← ↑	→ ← ↓ ↑	← → ↑ ↓
→ ↑ ↓ ←	↓ ↑ ← →	↑ → ← ↓	← ↓ → ↑
← → ↓ ↑	← → ↑ ↓	↑ ← ↓ →	↑ → ↓ ←
→ ← ↑ ↓	→ ↑ ↓ ←	← ↓ ↑ →	↑ → ↓ ←

<표 1>

<그림 1>은 맨 처음에 모든 상어가 자신의 냄새를 뿌린 상태를 나타내며, <표 1>에는 각 상어 및 현재 방향에 따른 우선순위가 표시되어 있다. 이 예제에서는 k = 4이다. 왼쪽 하단에 적힌 정수는 냄새를 의미하고, 그 값은 사라지기까지 남은 시간이다. 좌측 상단에 적힌 정수는 상어의 번호 또는 냄새를 뿌린 상어의 번호를 의미한다.

<그림 2>

<그림 3>

<그림 2>는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태이고, <그림 3>은 <그림 2>의 상태에서 한 칸 더 이동한 것이다. (2, 4)에는 상어 2과 4가 같이 도달했기 때문에, 상어 4는 격자 밖으로 쫓겨났다.

<그림 4>

<그림 5>

<그림 4>은 격자에 남아있는 모든 상어가 한 칸 이동하고 자신의 냄새를 뿌린 상태, <그림 5>는 <그림 4>에서 한 칸 더 이동한 상태를 나타낸다. 상어 2는 인접한 칸 중에 아무 냄새도 없는 칸이 없으므로 자신의 냄새가 들어있는 (2, 4)으로 이동했다. 상어가 이동한 후에, 맨 처음에 각 상어가 뿌린 냄새는 사라졌다.

이 과정을 반복할 때, 1번 상어만 격자에 남게 되기까지 몇 초가 걸리는지를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 줄에는 N, M, k가 주어진다. (2 ≤ N ≤ 20, 2 ≤ M ≤ N2, 1 ≤ k ≤ 1,000)

그 다음 줄부터 N개의 줄에 걸쳐 격자의 모습이 주어진다. 0은 빈칸이고, 0이 아닌 수 x는 x번 상어가 들어있는 칸을 의미한다.

그 다음 줄에는 각 상어의 방향이 차례대로 주어진다. 1, 2, 3, 4는 각각 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽을 의미한다.

그 다음 줄부터 각 상어의 방향 우선순위가 상어 당 4줄씩 차례대로 주어진다. 각 줄은 4개의 수로 이루어져 있다. 하나의 상어를 나타내는 네 줄 중 첫 번째 줄은 해당 상어가 위를 향할 때의 방향 우선순위, 두 번째 줄은 아래를 향할 때의 우선순위, 세 번째 줄은 왼쪽을 향할 때의 우선순위, 네 번째 줄은 오른쪽을 향할 때의 우선순위이다. 각 우선순위에는 1부터 4까지의 자연수가 한 번씩 나타난다. 가장 먼저 나오는 방향이 최우선이다. 예를 들어, 우선순위가 1 3 2 4라면, 방향의 순서는 위, 왼쪽, 아래, 오른쪽이다.

맨 처음에는 각 상어마다 인접한 빈 칸이 존재한다. 따라서 처음부터 이동을 못 하는 경우는 없다.

출력

1번 상어만 격자에 남게 되기까지 걸리는 시간을 출력한다. 단, 1,000초가 넘어도 다른 상어가 격자에 남아 있으면 -1을 출력한다.

---

정답

n, m, k = map(int, input().split())

# 상어의 위치, 방향을 포함하는 2차원 리스트
array = []
for i in range(n):
    array.append(list(map(int, input().split())))

# 상어의 방향 정보
directions = list(map(int, input().split()))

# 각 격자마다 [상어 번호, 냄새 잔여 시간]을 저장하는 2차원 리스트
smell = [[[0, 0]] * n for _ in range(n)]

# 각 상어의 회전 방향 우선순위 정보
priorities = [[] for _ in range(m)]
for i in range(m):
    for j in range(4):
        priorities[i].append(list(map(int, input().split())))

dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]


# 냄새 정보 업데이트
def update_smell():
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if smell[i][j][1] > 0:  # 냄새가 존재하면, 잔여시간 1 감소
                smell[i][j][1] -= 1
            # 상어가 존재하는 해당 위치의 냄새를 k로 설정
            if array[i][j] != 0:
                smell[i][j] = [array[i][j], k]


# 모든 상어 이동
def move():
    new_array = [[0] * n for _ in range(n)]

    for x in range(n):
        for y in range(n):
            if array[x][y] != 0:  # 상어가 존재하는 경우
                direction = directions[array[x][y] - 1]  # 현재 상어의 방향
                found = False

                for index in range(4):  # 냄새가 존재하지 않는 곳이 있는지 확인
                    nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                        if smell[nx][ny][1] == 0:  # 냄새가 존재하지 않으면 상어 이동
                            directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]

                            if new_array[nx][ny] == 0:  # 상어가 없으면 이동
                                new_array[nx][ny] = array[x][y]
                            else:  # 상어가 있으면 작은 번호의 상어가 차지하도록 설정
                                new_array[nx][ny] = min(new_array[nx][ny], array[x][y])
                            found = True
                            break
                if found:
                    continue

                # 냄새가 존재하지 않는 칸이 없으면 실행
                for index in range(4):  # 자신의 냄새가 존재하는 칸 탐색
                    nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                        if smell[nx][ny][0] == array[x][y]:  # 자신의 냄새가 있는 곳이면 이동
                            directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]
                            new_array[nx][ny] = array[x][y]
                            break
    return new_array


time = 0
while True:
    update_smell()
    new_array = move()
    array = new_array
    time += 1

    check = True
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if array[i][j] > 1:
                check = False

    if check:
        print(time)
        break

    if time >= 1000:
        print(-1)
        break

---

풀이

n, m, k = map(int, input().split())

# 상어의 위치, 방향을 포함하는 2차원 리스트
array = []
for i in range(n):
    array.append(list(map(int, input().split())))

# 상어의 방향 정보
directions = list(map(int, input().split()))

# 각 격자마다 [상어 번호, 냄새 잔여 시간]을 저장하는 2차원 리스트
smell = [[[0, 0]] * n for _ in range(n)]

# 각 상어의 회전 방향 우선순위 정보
priorities = [[] for _ in range(m)]
for i in range(m):
    for j in range(4):
        priorities[i].append(list(map(int, input().split())))

dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]


# 냄새 정보 업데이트
def update_smell():
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if smell[i][j][1] > 0:  # 냄새가 존재하면, 잔여시간 1 감소
                smell[i][j][1] -= 1
            # 상어가 존재하는 해당 위치의 냄새를 k로 설정
            if array[i][j] != 0:
                smell[i][j] = [array[i][j], k]


# 모든 상어 이동
def move():
    new_array = [[0] * n for _ in range(n)]

    for x in range(n):
        for y in range(n):
            if array[x][y] != 0:  # 상어가 존재하는 경우
                direction = directions[array[x][y] - 1]  # 현재 상어의 방향
                found = False

                for index in range(4):  # 냄새가 존재하지 않는 곳이 있는지 확인
                    nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                        if smell[nx][ny][1] == 0:  # 냄새가 존재하지 않으면 상어 이동
                            directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]

                            if new_array[nx][ny] == 0:  # 상어가 없으면 이동
                                new_array[nx][ny] = array[x][y]
                            else:  # 상어가 있으면 작은 번호의 상어가 차지하도록 설정
                                new_array[nx][ny] = min(new_array[nx][ny], array[x][y])
                            found = True
                            break
                if found:
                    continue

                # 냄새가 존재하지 않는 칸이 없으면 실행
                for index in range(4):  # 자신의 냄새가 존재하는 칸 탐색
                    nx = x + dx[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    ny = y + dy[priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index] - 1]
                    if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                        if smell[nx][ny][0] == array[x][y]:  # 자신의 냄새가 있는 곳이면 이동
                            directions[array[x][y] - 1] = priorities[array[x][y] - 1][direction - 1][index]
                            new_array[nx][ny] = array[x][y]
                            break
    return new_array


time = 0
while True:
    update_smell()
    new_array = move()
    array = new_array
    time += 1

    check = True
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if array[i][j] > 1:
                check = False

    if check:
        print(time)
        break

    if time >= 1000:
        print(-1)
        break