[BOJ] 19238 스타트 택시

19238 스타트 택시

난이도 : 골드 3
유형 : BFS, 시뮬레이션

https://www.acmicpc.net/problem/19238

문제

스타트링크가 "스타트 택시"라는 이름의 택시 사업을 시작했다. 스타트 택시는 특이하게도 손님을 도착지로 데려다줄 때마다 연료가 충전되고, 연료가 바닥나면 그 날의 업무가 끝난다.

택시 기사 최백준은 오늘 M명의 승객을 태우는 것이 목표이다. 백준이 활동할 영역은 N×N 크기의 격자로 나타낼 수 있고, 각 칸은 비어 있거나 벽이 놓여 있다. 택시가 빈칸에 있을 때, 상하좌우로 인접한 빈칸 중 하나로 이동할 수 있다. 알고리즘 경력이 많은 백준은 특정 위치로 이동할 때 항상 최단경로로만 이동한다.

M명의 승객은 빈칸 중 하나에 서 있으며, 다른 빈칸 중 하나로 이동하려고 한다. 여러 승객이 같이 탑승하는 경우는 없다. 따라서 백준은 한 승객을 태워 목적지로 이동시키는 일을 M번 반복해야 한다. 각 승객은 스스로 움직이지 않으며, 출발지에서만 택시에 탈 수 있고, 목적지에서만 택시에서 내릴 수 있다.

백준이 태울 승객을 고를 때는 현재 위치에서 최단거리가 가장 짧은 승객을 고른다. 그런 승객이 여러 명이면 그중 행 번호가 가장 작은 승객을, 그런 승객도 여러 명이면 그중 열 번호가 가장 작은 승객을 고른다. 택시와 승객이 같은 위치에 서 있으면 그 승객까지의 최단거리는 0이다. 연료는 한 칸 이동할 때마다 1만큼 소모된다. 한 승객을 목적지로 성공적으로 이동시키면, 그 승객을 태워 이동하면서 소모한 연료 양의 두 배가 충전된다. 이동하는 도중에 연료가 바닥나면 이동에 실패하고, 그 날의 업무가 끝난다. 승객을 목적지로 이동시킨 동시에 연료가 바닥나는 경우는 실패한 것으로 간주하지 않는다.

<그림 1>

<그림 1>은 택시가 활동할 영역의 지도를 나타내며, 택시와 세 명의 승객의 출발지와 목적지가 표시되어 있다. 택시의 현재 연료 양은 15이다. 현재 택시에서 각 손님까지의 최단거리는 각각 9, 6, 7이므로, 택시는 2번 승객의 출발지로 이동한다.

<그림 2>

<그림 3>

<그림 2>는 택시가 2번 승객의 출발지로 가는 경로를, <그림 3>은 2번 승객의 출발지에서 목적지로 가는 경로를 나타낸다. 목적지로 이동할 때까지 소비한 연료는 6이고, 이동하고 나서 12가 충전되므로 남은 연료의 양은 15이다. 이제 택시에서 각 손님까지의 최단거리는 둘 다 7이므로, 택시는 둘 중 행 번호가 더 작은 1번 승객의 출발지로 이동한다.

<그림 4>

<그림 5>

<그림 4>와 <그림 5>는 택시가 1번 승객을 태워 목적지로 이동시키는 경로를 나타낸다. 남은 연료의 양은 15 - 7 - 7 + 7×2 = 15이다.

<그림 6>

<그림 7>

<그림 6>과 <그림 7>은 택시가 3번 승객을 태워 목적지로 이동시키는 경로를 나타낸다. 최종적으로 남은 연료의 양은 15 - 5 - 4 + 4×2 = 14이다.

모든 승객을 성공적으로 데려다줄 수 있는지 알아내고, 데려다줄 수 있을 경우 최종적으로 남는 연료의 양을 출력하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫 줄에 N, M, 그리고 초기 연료의 양이 주어진다. (2 ≤ N ≤ 20, 1 ≤ M ≤ N2, 1 ≤ 초기 연료 ≤ 500,000) 연료는 무한히 많이 담을 수 있기 때문에, 초기 연료의 양을 넘어서 충전될 수도 있다.

다음 줄부터 N개의 줄에 걸쳐 백준이 활동할 영역의 지도가 주어진다. 0은 빈칸, 1은 벽을 나타낸다.

다음 줄에는 백준이 운전을 시작하는 칸의 행 번호와 열 번호가 주어진다. 행과 열 번호는 1 이상 N 이하의 자연수이고, 운전을 시작하는 칸은 빈칸이다.

그다음 줄부터 M개의 줄에 걸쳐 각 승객의 출발지의 행과 열 번호, 그리고 목적지의 행과 열 번호가 주어진다. 모든 출발지와 목적지는 빈칸이고, 모든 출발지는 서로 다르며, 각 손님의 출발지와 목적지는 다르다.

출력

모든 손님을 이동시키고 연료를 충전했을 때 남은 연료의 양을 출력한다. 단, 이동 도중에 연료가 바닥나서 다음 출발지나 목적지로 이동할 수 없으면 -1을 출력한다. 모든 손님을 이동시킬 수 없는 경우에도 -1을 출력한다.

풀이

BFS를 활용한 문제이다.
시작점에서 남은 승객들과의 거리가 가장 가까운 곳에 픽업하러간다.
대신 거리가 똑같은 승객이 있다면 승객의 위치 기준 행번호가 작은사람 먼저, 행번호가 같다면 열번호가 작은사람이 우선승객이다.
물론 시작점에서 승객을 태우러가다가 연료가 떨어지면 운행종료하고 -1 출력
손님을 태우고 목적지까지 데려다주기 전까지 연료가 떨어지면 운행종료하고 -1 출력
목적지까지 데려다주는데 성공 했으면 손님을 태운 곳에서 목적지까지의 거리의 2배만큼의 연료 충전
모든 손님을 태우고 목적지까지 다 데려다 줬다면 남은 연료 출력
구현 자체는 어려울게 하나도 없었다고 생각..한다..

코드

package DFS와BFS;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

/**
 * BOJ_19238_G3_스타트 택시
 * @author mingggkeee
 * BFS, 시뮬레이션
 */

public class BOJ_19238 {
	
	static class Location{
		int r;
		int c;
		int count;
		
		public Location(int r, int c, int count) {
			this.r = r;
			this.c = c;
			this.count = count;
		}
		
	}
	
	static int N, M, fuel;
	static int[][] map, people, destination;
	static int startR, startC;
	static boolean[][] isVisited;
	static int minDistance;
	static boolean[] visited;
	static int[][] dir = {{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};
	
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
		
		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		fuel = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		map = new int[N+1][N+1];
		people = new int[M][2];
		destination = new int[M][2];
		visited = new boolean[M];
		
		for(int r=1; r<=N; r++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int c=1; c<=N; c++) {
				map[r][c] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			}
		}
		
		st = new StringTokenizer(br.readLine());
		startR = Integer.parseInt(st.nextToken());
		startC = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		for(int i=0; i<M; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			people[i][0] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			people[i][1] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			
			destination[i][0] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			destination[i][1] = Integer.parseInt(st.nextToken());
		}
		
		while(fuel != 0) {
			minDistance = Integer.MAX_VALUE;
			int idx = -1;
			int cnt = 0;
	
			
			for(int i=0; i<M; i++) {
				if(visited[i]) {
					cnt++;
					continue;
				}
				int compare = bfs(startR, startC, people[i][0], people[i][1]);
				if(compare < minDistance && compare > -1) {
					idx = i;
					minDistance = compare;
				}
				else if(compare == minDistance) {
					
					if(people[i][0] < people[idx][0]) {
						idx = i;
					}
					else if(people[i][0] == people[idx][0] && people[i][1] < people[idx][1]) {
						idx = i;
					}
					
				}
			}
			
			if(cnt == M) {
				break;
			}
			
			if(idx == -1) {
				fuel = -1;
				break;
			}
			
			fuel -= minDistance;
			startR = people[idx][0];
			startC = people[idx][1];
			
			
			minDistance = bfs(startR, startC, destination[idx][0], destination[idx][1]);
			
			if(minDistance == -1) {
				fuel = -1;
				break;
			}
			
			fuel += minDistance;
			visited[idx] = true;
			startR = destination[idx][0];
			startC = destination[idx][1];
		
			
		}
		
		System.out.println(fuel);
		
		
	}
	
	static int bfs(int startR, int startC, int endR, int endC) {
		
		isVisited = new boolean[N+1][N+1];
		isVisited[startR][startC] = true;
		
		Queue<Location> queue = new LinkedList<>();
		queue.offer(new Location(startR, startC, 0));
		
		while(!queue.isEmpty()) {
			Location now = queue.poll();
			
			if(fuel < now.count) {
				return -1;
			}
			
			if(now.r==endR && now.c==endC) {
				return now.count;
			}
			
			for(int i=0; i<4; i++) {
				int nr = now.r + dir[i][0];
				int nc = now.c + dir[i][1];
				
				if(nr>=1 && nc>=1 && nr<=N && nc<=N && !isVisited[nr][nc] && map[nr][nc] != 1) {
					isVisited[nr][nc] = true;
					queue.offer(new Location(nr, nc, now.count+1));
				}
			}
			
		}
		
		return -1;
		
	}

}