[백준] 19237 - 어른 상어

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

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>

우선순위
방향	상어1	상어2	상어3	상어4
↑	↓ ← ↑ →	↓ → ← ↑	→ ← ↓ ↑	← → ↑ ↓
↓	→ ↑ ↓ ←	↓ ↑ ← →	↑ → ← ↓	← ↓ → ↑
←	← → ↓ ↑	← → ↑ ↓	↑ ← ↓ →	↑ → ↓ ←
→	→ ← ↑ ↓	→ ↑ ↓ ←	← ↓ ↑ →	↑ → ↓ ←

<표1>

<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.

예제 입력 1

5 4 4
0 0 0 0 3
0 2 0 0 0
1 0 0 0 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3

예제 출력 1

14

예제 입력 4

5 4 10
0 0 0 0 3
0 0 0 0 0
1 2 0 0 0
0 0 0 0 4
0 0 0 0 0
4 4 3 1
2 3 1 4
4 1 2 3
3 4 2 1
4 3 1 2
2 4 3 1
2 1 3 4
3 4 1 2
4 1 2 3
4 3 2 1
1 4 3 2
1 3 2 4
3 2 1 4
3 4 1 2
3 2 4 1
1 4 2 3
1 4 2 3 

예제 출력 4

-1

---

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// 0번은 사용하지 않는다.
const int dx[5] = { 0, -1, 1, 0, 0 };
const int dy[5] = { 0, 0, 0, -1, 1 };

struct Shark {
	int row, col, dir;
	vector<vector<int>> priority;
	Shark() {
		row = -1, col = -1, dir = -1;
		priority.resize(5);
		for (int i = 0; i < 5; i++)
			priority[i].resize(5);
	}
};

vector<vector<pair<int, int>>> board;
vector<Shark> shark;

int N, M, K;
int TIME;

bool boundaryCheck(int x, int y) {
	return x >= 0 && x < N && y >= 0 && y < N;
}

void moveShark() {
	for (int num = 1; num <= M; num++) {
		if (shark[num].row == -1)
			continue;

		int& row = shark[num].row;
		int& col = shark[num].col;
		int& dir = shark[num].dir;

		bool isMove = false;
		for (int i = 1; i <= 4; i++) {
			int next = shark[num].priority[dir][i];

			if (boundaryCheck(row + dx[next], col + dy[next])
				&& board[row + dx[next]][col + dy[next]].first == 0)
			{
				row += dx[next];
				col += dy[next];
				dir = next;

				isMove = true;
				break;
			}
		}

		if (!isMove) {
			for (int i = 1; i <= 4; i++) {
				int next = shark[num].priority[dir][i];

				if (boundaryCheck(row + dx[next], col + dy[next])
					&& board[row + dx[next]][col + dy[next]].first == num)
				{
					row += dx[next];
					col += dy[next];
					dir = next;

					break;
				}
			}
		}
	}
}

void removeScent() {
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			if (board[i][j].second != 0) {
				--board[i][j].second;
				if (board[i][j].second == 0)
					board[i][j].first = 0;
			}
		}
	}
}

int countShark() {
	int cnt = 0;
	for (int num = 1; num <= M; num++) {
		if (shark[num].row == -1)
			continue;

		int& row = shark[num].row;
		int& col = shark[num].col;
		int& dir = shark[num].dir;

		if (board[row][col].second == K) {
			row = -1;
			col = -1;
			dir = -1;

			continue;
		}

		board[row][col].first = num;
		board[row][col].second = K;

		cnt++;
	}
	return cnt;
}

int main() {
	cin >> N >> M >> K;
	board.resize(N);
	shark.resize(M + 1);
	for (int i = 0; i < N; i++)
		board[i].resize(N);

	int num;
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			cin >> num;
			board[i][j].first = num;
			if (num != 0) {
				board[i][j].second = K;
				shark[num].row = i;
				shark[num].col = j;
			}
		}
	}

	for (int i = 1; i <= M; i++)
		cin >> shark[i].dir;

	for (int i = 1; i <= M; i++)
		for (int j = 1; j <= 4; j++)
			for (int k = 1; k <= 4; k++)
				cin >> shark[i].priority[j][k];

	while (TIME <= 1000) {
		TIME++;
		// 1. 상어 움직이는 작업
		moveShark();
		// 2. 냄새 제거 작업
		removeScent();
		// 3. 상어 개수 세는 작업
		if (countShark() == 1)
			break;
	}

	if (TIME > 1000)
		cout << -1;
	else
		cout << TIME;

	return 0;
}