[SIM & BFS] 14503번 로봇 청소기

14503번 로봇 청소기

 

https://www.acmicpc.net/problem/14503

 

문제

로봇 청소기가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

로봇 청소기가 있는 장소는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북중 하나이다. 지도의 각 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있고, r은 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, c는 서쪽으로 부터 떨어진 칸의 개수이다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 위치를 청소한다.

2. 현재 위치에서 현재 방향을 기준으로 왼쪽방향부터 차례대로 탐색을 진행한다.

   1. 왼쪽 방향에 아직 청소하지 않은 공간이 존재한다면, 그 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번부터 진행한다.
   2. 왼쪽 방향에 청소할 공간이 없다면, 그 방향으로 회전하고 2번으로 돌아간다.
   3. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽인 경우에는, 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진을 하고 2번으로 돌아간다.
   4. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽이면서, 뒤쪽 방향이 벽이라 후진도 할 수 없는 경우에는 작동을 멈춘다.

로봇 청소기는 이미 청소되어있는 칸을 또 청소하지 않으며, 벽을 통과할 수 없다.

 

입력

첫째 줄에 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 50)

둘째 줄에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 바라보는 방향 d가 주어진다. d가 0인 경우에는 북쪽을, 1인 경우에는 동쪽을, 2인 경우에는 남쪽을, 3인 경우에는 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 장소의 상태가 북쪽부터 남쪽 순서대로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. 장소의 모든 외곽은 벽이다.

로봇 청소기가 있는 칸의 상태는 항상 빈 칸이다.

 

출력

로봇 청소기가 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

 

예제 입력

3 3
1 1 0
1 1 1
1 0 1
1 1 1

11 10
7 4 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 1 1 1 0 1
1 0 0 1 1 0 0 0 0 1
1 0 1 1 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

 

예제 출력

1

57

 

해결방법

종료 조건까지 조건대로 움직여 결과를 내야하는 시뮬레이션 문제이다

 

제시된 조건은 아래와 같다

1. 현재 위치를 청소함

2. 현재 방향에서 -90도 회전하며 탐색

   • 회전 방향이 청소가 안됐으면 그 방향으로 회전 후 전진
   • 네 방향 모두 청소가 되어있거나 벽인 경우 원래 방향에서 후진
   • 후진이 불가능 하다면 END

 

큐(Queue)를 활용해서 문제를 접근했다

1. 먼저 시작점을 큐에 넣고 탐색을 시작한다

2. 큐를 돌며 아직 청소가 안되어있다면 청소를 한다

3. 청소를 마쳤으면 현재 방향에서 왼쪽 방향 노드부터 청소 여부 & 벽이 존재함을 확인한다

4. 만약 아직 청소가 안되어있고 벽이 아니라면?

   • 그 방향으로 회전시키고 한 칸 전진하는 정보를 큐에 담는다
   • flag = true 를 통해 다른 노드로 전진했다는 정보를 담는다
   • 다른 노드로 전진했다면 break 를 통해 4방향 반복문을 탈출한다

5. flag = false 라면?

   • 4방향 탐색을 통해 아무 노드에도 나아가지 못했기 때문에 후진을 해야한다
   • 뒤에 노드가 벽이 아니라면 현재 방향을 유지한 채 후진을 하고 continue 를 수행한다

6. 만약 후진을 시도할 때, 뒤의 노드가 벽이라면 탐색을 종료한다

 

 

소스코드

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <cstring>
#include <set>
#include <queue>
#include <vector>
#include <algorithm>
#define MAX 51
#define INF 987654321
using namespace std;

/*
 
 TC
 11 10
 7 4 0
 
 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
 0 56 57 46 45 44 43 42 41  0
 0 55 48 47  0  0  0  0 40  0
 0 50 49  0  0 36 37 38 39  0
 0 51  0  0 35 34 31 30  0  0
 0 52 53 12 11 33 32 29 28  0
 0 54 14 13 10  9  0  0 27  0
 0 16 15  2  1  8  0  0 26  0
 0 17 18  3  4  7  0  0 25  0
 0 21 19 20  5  6 22 23 24  0
 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
 
*/

struct robot {
    int x,y,dir;
    
    robot() { }
    robot(int _x,int _y,int _dir) : x(_x),y(_y),dir(_dir) { }
};

int n,m,ans;
int map[MAX][MAX];
bool visited[MAX][MAX];

robot s;

// 북 동 남 서
int dx[4] = {-1,0,1,0};
int dy[4] = {0,1,0,-1};

int changeDir(int dir){
    if(dir == 0) return 3;
    else if(dir == 3) return 2;
    else if(dir == 2) return 1;
    else return 0;
}

void solve(){
    queue<robot> q;
    q.push(s);
    
    while(!q.empty()){
        int x = q.front().x;
        int y = q.front().y;
        int dir = q.front().dir;
        q.pop();
        
        // 1. 현재 위치 청소
        if(!visited[x][y]){
            visited[x][y] = true;
            ans++;
        }
        
        // 2. 현재 방향에서 -90도 회전하며 탐색
        bool flag = false;
        int nd = dir;
        for(int i=0; i<4; i++){
            nd = changeDir(nd);
            
            int nx = x + dx[nd];
            int ny = y + dy[nd];
            
            if(nx<0 || ny<0 || nx>=n || ny>=m) continue;
            if(visited[nx][ny]) continue;
            if(map[nx][ny] == 1) continue;
            
            // 2.1. 회전 방향이 청소가 안됐으면 회전 후 전진
            q.push(robot(nx,ny,nd));
            flag = true;
            break;
        }
        
        // 네 방향 모두 돌지 못했을 경우
        if(!flag){
            // 원래 방향에서 후진
            int bd = (dir + 2) % 4;
            
            int nx = x + dx[bd];
            int ny = y + dy[bd];
            
            if(nx<0 || ny<0 || nx>=n || ny>=m) continue;
            
            // 2.2. 네 방향 모두 청소되어 있거나 벽인 경우 원래 방향에서 후진
            if(map[nx][ny] != 1){
                q.push(robot(nx,ny,dir));
                continue;
            }
            // 2.3. 후진을 못한다면 종료
            else{
                return;
            }
        }
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // cin,cout 속도향상
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL); cout.tie(NULL);
    
    cin >> n >> m;
    cin >> s.x >> s.y >> s.dir;
    
    for(int i=0; i<n; i++){
        for(int j=0; j<m; j++){
            cin >> map[i][j];
        }
    }
    
    memset(visited, false, sizeof(visited));
    
    ans = 0;
    solve();
    cout << ans << "\n";
    
    return 0;
}