[백준] 청소년 상어 - python

청소년 상어

문제

4×4크기의 공간이 있고, 크기가 1×1인 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 공간의 각 칸은 (x, y)와 같이 표현하며, x는 행의 번호, y는 열의 번호이다. 한 칸에는 물고기가 한 마리 존재한다. 각 물고기는 번호와 방향을 가지고 있다. 번호는 1보다 크거나 같고, 16보다 작거나 같은 자연수이며, 두 물고기가 같은 번호를 갖는 경우는 없다. 방향은 8가지 방향(상하좌우, 대각선) 중 하나이다.

오늘은 청소년 상어가 이 공간에 들어가 물고기를 먹으려고 한다. 청소년 상어는 (0, 0)에 있는 물고기를 먹고, (0, 0)에 들어가게 된다. 상어의 방향은 (0, 0)에 있던 물고기의 방향과 같다. 이후 물고기가 이동한다.

물고기는 번호가 작은 물고기부터 순서대로 이동한다. 물고기는 한 칸을 이동할 수 있고, 이동할 수 있는 칸은 빈 칸과 다른 물고기가 있는 칸, 이동할 수 없는 칸은 상어가 있거나, 공간의 경계를 넘는 칸이다. 각 물고기는 방향이 이동할 수 있는 칸을 향할 때까지 방향을 45도 반시계 회전시킨다. 만약, 이동할 수 있는 칸이 없으면 이동을 하지 않는다. 그 외의 경우에는 그 칸으로 이동을 한다. 물고기가 다른 물고기가 있는 칸으로 이동할 때는 서로의 위치를 바꾸는 방식으로 이동한다.

물고기의 이동이 모두 끝나면 상어가 이동한다. 상어는 방향에 있는 칸으로 이동할 수 있는데, 한 번에 여러 개의 칸을 이동할 수 있다. 상어가 물고기가 있는 칸으로 이동했다면, 그 칸에 있는 물고기를 먹고, 그 물고기의 방향을 가지게 된다. 이동하는 중에 지나가는 칸에 있는 물고기는 먹지 않는다. 물고기가 없는 칸으로는 이동할 수 없다. 상어가 이동할 수 있는 칸이 없으면 공간에서 벗어나 집으로 간다. 상어가 이동한 후에는 다시 물고기가 이동하며, 이후 이 과정이 계속해서 반복된다.

제한사항

첫째 줄부터 4개의 줄에 각 칸의 들어있는 물고기의 정보가 1번 행부터 순서대로 주어진다. 물고기의 정보는 두 정수 ai, bi로 이루어져 있고, ai는 물고기의 번호, bi는 방향을 의미한다. 방향 bi는 8보다 작거나 같은 자연수를 의미하고, 1부터 순서대로 ↑, ↖, ←, ↙, ↓, ↘, →, ↗ 를 의미한다.

풀이

먹을 수 있는 경우 중에 최대 값을 찾아야하므로 백트래킹으로 풀어야한다.

1. 상어는 현재 위치의 물고기를 먹는다.
2. 모든 물고기를 이동시킨다.
3. 현재 방향에서 상어가 먹을 수 있는 모든 물고기를 구한다.
4. 각각 경우에 대하여 재귀하며 총합이 가장 큰 경우를 찾는다.
5. 상어가 먹을 수 있는 물고기가 없을 때 종료한다.

각각 경우를 따로 구하기 위해서 매번 전체 맵을 복사해서 사용해야한다.

상어가 있는 칸과 빈 칸을 어떻게 구분해서 표시할지 고민했는데 빈 칸은 -1로 표시하고 상어가 있는 위치만 넘겨주면 되는 거였다.

또한 입력 맵이 작기 때문에 각 번호 별 물고기 위치를 저장해놓는 것보다는 매번 완전 탐색으로 찾는 것이 더 간단하고 효율적이었다.

import copy
​
graph = []
dirs = [(-1, 0), (-1, -1), (0, -1), (1, -1), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (-1, 1)]
result = 0
​
for i in range(4):
    tmp = list(map(int, input().split()))
    row = []
    for j in range(0, 8, 2):
        a, b = tmp[j : j + 2]
        row.append([a, b - 1])
    graph.append(row)
​
​
def find_fish(idx, graph):
    for i in range(4):
        for j in range(4):
            if graph[i][j][0] == idx:
                return (i, j)
    return None
​
​
def turn(d):
    return (d + 1) % 8
​
def move_fish(graph, cx, cy):
    global dirs
    for i in range(1, 17):
        pos = find_fish(i, graph)
        if pos != None:
            x, y = pos
            z = graph[x][y][1]
            for _ in range(8):
                nx = x + dirs[z][0]
                ny = y + dirs[z][1]
                if 0 <= nx < 4 and 0 <= ny < 4 and (nx, ny) != (cx, cy):
                    graph[x][y][1] = z
                    graph[nx][ny], graph[x][y] = graph[x][y], graph[nx][ny]
                    break
                z = turn(z)
​
​
def possible(graph, cx, cy):
    global dirs
    arr = []
    z = graph[cx][cy][1]
    for _ in range(4):
        cx += dirs[z][0]
        cy += dirs[z][1]
        if 0 <= cx < 4 and 0 <= cy < 4 and graph[cx][cy][0] != -1:
                arr.append((cx, cy))
    return arr
​
​
def dfs(graph, x, y, total):
    global result
    graph = copy.deepcopy(graph)
    total += graph[x][y][0]
    graph[x][y][0] = -1
​
    move_fish(graph, x, y)
​
    arr = possible(graph, x, y)
    if len(arr) == 0:
        result = max(result, total)
        return
    
    for nx, ny in arr:
        dfs(graph, nx, ny, total)
​
​
​
dfs(graph, 0, 0, 0)
print(result)