[BFS & SIM] 16235번 나무 재테크

16235_나무 재테크

16235번 나무 재테크

https://www.acmicpc.net/problem/16235

문제

부동산 투자로 억대의 돈을 번 상도는 최근 N×N 크기의 땅을 구매했다. 상도는 손쉬운 땅 관리를 위해 땅을 1×1 크기의 칸으로 나누어 놓았다. 각각의 칸은 (r, c)로 나타내며, r은 가장 위에서부터 떨어진 칸의 개수, c는 가장 왼쪽으로부터 떨어진 칸의 개수이다. r과 c는 1부터 시작한다.

상도는 전자통신공학과 출신답게 땅의 양분을 조사하는 로봇 S2D2를 만들었다. S2D2는 1×1 크기의 칸에 들어있는 양분을 조사해 상도에게 전송하고, 모든 칸에 대해서 조사를 한다. 놀랍게도 양분은 모든 칸이 5만큼 들어있었다.

매일 매일 넓은 땅을 보면서 뿌듯한 하루를 보내고 있던 어느날 이런 생각이 들었다.

나무 재테크를 하자!

나무 재테크란 작은 묘목을 구매해 어느정도 키운 후 팔아서 수익을 얻는 재테크이다. 상도는 나무 재테크로 더 큰 돈을 벌기 위해 M개의 나무를 구매해 땅에 심었다. 같은 1×1 크기의 칸에 여러 개의 나무가 심어져 있을 수도 있다.

이 나무는 사계절을 보내며, 아래와 같은 과정을 반복한다.

봄에는 나무가 자신의 나이만큼 양분을 먹고, 나이가 1 증가한다. 각각의 나무는 나무가 있는 1×1 크기의 칸에 있는 양분만 먹을 수 있다. 하나의 칸에 여러 개의 나무가 있다면, 나이가 어린 나무부터 양분을 먹는다. 만약, 땅에 양분이 부족해 자신의 나이만큼 양분을 먹을 수 없는 나무는 양분을 먹지 못하고 즉시 죽는다.

여름에는 봄에 죽은 나무가 양분으로 변하게 된다. 각각의 죽은 나무마다 나이를 2로 나눈 값이 나무가 있던 칸에 양분으로 추가된다. 소수점 아래는 버린다.

가을에는 나무가 번식한다. 번식하는 나무는 나이가 5의 배수이어야 하며, 인접한 8개의 칸에 나이가 1인 나무가 생긴다. 어떤 칸 (r, c)와 인접한 칸은 (r-1, c-1), (r-1, c), (r-1, c+1), (r, c-1), (r, c+1), (r+1, c-1), (r+1, c), (r+1, c+1) 이다. 상도의 땅을 벗어나는 칸에는 나무가 생기지 않는다.

겨울에는 S2D2가 땅을 돌아다니면서 땅에 양분을 추가한다. 각 칸에 추가되는 양분의 양은 A[r][c]이고, 입력으로 주어진다.

K년이 지난 후 상도의 땅에 살아있는 나무의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N, M, K가 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에 A배열의 값이 주어진다. r번째 줄의 c번째 값은 A[r][c]이다.

다음 M개의 줄에는 상도가 심은 나무의 정보를 나타내는 세 정수 x, y, z가 주어진다. 처음 두 개의 정수는 나무의 위치 (x, y)를 의미하고, 마지막 정수는 그 나무의 나이를 의미한다.

출력

첫째 줄에 K년이 지난 후 살아남은 나무의 수를 출력한다.

제한

1 ≤ N ≤ 10
1 ≤ M ≤ N2
1 ≤ K ≤ 1,000
1 ≤ A[r][c] ≤ 100
1 ≤ 입력으로 주어지는 나무의 나이 ≤ 10
입력으로 주어지는 나무의 위치는 모두 서로 다름

예제 입력

1 1 1
1
1 1 1

1 1 4
1
1 1 1

예제 출력

해결방법

STL 을 잘 활용하여 주어진 조건대로 구현하는 시뮬레이션 문제이다

우선순위 큐와 벡터를 이용하여 문제를 해결하였다

⭐️ 솔루션 ⭐️

처음 제출을 한 뒤, 시간 초과가 발생하여 조금 해맸는데 여름과 가을의 경우를 큐가 아닌 벡터로 수정하니 시간 초과가 해결됐다

2018 삼성전자 하반기 역량테스트 문제였다

그 당시에는 문제를 어떻게 접근할지 막막했는데 차분하게 먼저 설계를 해보니 방법이 보였다

먼저 주어진 조건은 아래와 같다

N x N 배열 (초기 모든 칸의 양분은 5)

한칸에 나무 여러개 가능

4계절 마다 행하는 과정이 다름

봄

나이만큼 양분을 먹고 나이 +1 증가

여러개의 나무가 있을 시, 나이가 어린 나무부터 양분 섭취

중간에 양분이 부족한 나무들은 양분을 섭취못하고 죽음

여름

봄에 죽은 나무들이 양분화 (죽은 나무나이 / 2)

가을

나이가 5의 배수인 나무들 번식

인접한 8칸에 나이가 1인 나무 자라남

겨울

양분을 추가

문제를 보고 먼저 큐를 사용하여 BFS 접근을 생각해봤다

하지만 나이가 어린 순서대로 양분을 먹는 과정에서 막혔다

따라서 우선순위 큐를 사용하여 양분이 적은 순서대로 꺼내서 양분을 먹인다면 괜찮을 것 같았다

이 과정에서 양분을 먹지 못한 나무는 die 큐로 push하고, 증가한 나이가 5의 배수인 나무들은 spread 큐로 push 하여 여름과 겨울 또한 BFS 로 접근했다

하지만 시간초과가 발생했고 die, spread 를 벡터로 변경하니 정상적으로 답이 출력됐다

소스코드

문제 해결 시간 : 1h 10m

메모리 : 4444 KB

시간 : 616 ms

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
#include <algorithm>
#define MAX 11
using namespace std;

struct tree {
    int x,y,age;
    
    tree() { }
    tree(int _x,int _y,int _age) : x(_x),y(_y),age(_age) { }
    
    bool operator > (const tree& t) const{
        return age > t.age;
    }
};

int n,m,year,cnt;
int row,col,age;
int map[MAX][MAX];
int add[MAX][MAX];

int dx[8] = {0,0,1,-1,1,1,-1,-1};
int dy[8] = {1,-1,0,0,1,-1,1,-1};

priority_queue<tree,vector<tree>,greater<tree>> pq,npq;
vector<tree> die,spread;

void solve(){
    while(1){
        // year년이 지난 후, 살아있는 나무의 개수 출력
        if(cnt == year){
            cout << pq.size() << "\n";
            break;
        }
        
        // 봄
        while(!pq.empty()){
            int x = pq.top().x;
            int y = pq.top().y;
            int age = pq.top().age;
            pq.pop();
            
            // 나이만큼 양분먹고 나이 증가
            if(map[x][y] >= age){
                map[x][y] -= age;
                npq.push(tree(x,y,age+1));
                
                if((age+1) % 5 == 0){
                    spread.push_back(tree(x,y,age+1));
                }
            }else{
                die.push_back(tree(x,y,age));
            }
        }
        
        // 여름
        for(int i=0; i<die.size(); i++){
            int x = die[i].x;
            int y = die[i].y;
            int age = die[i].age;
            
            map[x][y] += (age/2);
        }
        
        // 가을
        for(int i=0; i<spread.size(); i++){
            int x = spread[i].x;
            int y = spread[i].y;
            
            for(int i=0; i<8; i++){
                int nx = x + dx[i];
                int ny = y + dy[i];
                
                if(nx<=0 || ny<=0 || nx>n || ny>n) continue;
                
                npq.push(tree(nx,ny,1));
            }
        }
        
        // 겨울
        for(int i=1; i<=n; i++){
            for(int j=1; j<=n; j++){
                map[i][j] += add[i][j];
            }
        }
        
        // 1년 지남
        swap(pq,npq);
        die.clear();
        spread.clear();
        cnt++;
    }
}

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 >> year;
    
    for(int i=1; i<=n; i++){
        for(int j=1; j<=n; j++){
            cin >> add[i][j];
            
            map[i][j] = 5;
        }
    }
    
    for(int i=0; i<m; i++){
        cin >> row >> col >> age;
        
        pq.push(tree(row,col,age));
    }
    
    solve();
    
    return 0;
}

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