[문제]
미세먼지를 제거하기 위해 구사과는 공기청정기를 설치하려고 한다. 공기청정기의 성능을 테스트하기 위해 구사과는 집을 크기가 R×C인 격자판으로 나타냈고, 1×1 크기의 칸으로 나눴다. 구사과는 뛰어난 코딩 실력을 이용해 각 칸 (r, c)에 있는 미세먼지의 양을 실시간으로 모니터링하는 시스템을 개발했다. (r, c)는 r행 c열을 의미한다.
공기청정기는 항상 1번 열에 설치되어 있고, 크기는 두 행을 차지한다. 공기청정기가 설치되어 있지 않은 칸에는 미세먼지가 있고, (r, c)에 있는 미세먼지의 양은 Ar,c이다.
1초 동안 아래 적힌 일이 순서대로 일어난다.
- 미세먼지가 확산된다. 확산은 미세먼지가 있는 모든 칸에서 동시에 일어난다.
- (r, c)에 있는 미세먼지는 인접한 네 방향으로 확산된다.
- 인접한 방향에 공기청정기가 있거나, 칸이 없으면 그 방향으로는 확산이 일어나지 않는다.
- 확산되는 양은 Ar,c/5이고 소수점은 버린다.
- (r, c)에 남은 미세먼지의 양은 Ar,c - (Ar,c/5)×(확산된 방향의 개수) 이다.
- 공기청정기가 작동한다.
- 공기청정기에서는 바람이 나온다.
- 위쪽 공기청정기의 바람은 반시계방향으로 순환하고, 아래쪽 공기청정기의 바람은 시계방향으로 순환한다.
- 바람이 불면 미세먼지가 바람의 방향대로 모두 한 칸씩 이동한다.
- 공기청정기에서 부는 바람은 미세먼지가 없는 바람이고, 공기청정기로 들어간 미세먼지는 모두 정화된다.
다음은 확산의 예시이다.
공기청정기의 바람은 다음과 같은 방향으로 순환한다.
방의 정보가 주어졌을 때, T초가 지난 후 구사과의 방에 남아있는 미세먼지의 양을 구해보자.
[입력]
첫째 줄에 R, C, T (6 ≤ R, C ≤ 50, 1 ≤ T ≤ 1,000) 가 주어진다.
둘째 줄부터 R개의 줄에 Ar,c (-1 ≤ Ar,c ≤ 1,000)가 주어진다. 공기청정기가 설치된 곳은 Ar,c가 -1이고, 나머지 값은 미세먼지의 양이다. -1은 2번 위아래로 붙어져 있고, 가장 윗 행, 아랫 행과 두 칸이상 떨어져 있다.
[출력]
첫째 줄에 T초가 지난 후 구사과 방에 남아있는 미세먼지의 양을 출력한다.
[예제 입력]
(더 많은 입력예제는 사이트에서...)
[풀이 과정]
구현, 시물레이션 분류에 속하는 문제이다. 문제에서 원하는 대로 구현을 하면된다.
문제를 크게 나눠보자면 이렇다.
1 ) 1초마다 미세먼지가 네 방향으로 확산된다
2 ) 그 후 공기 청정기가 작동된다
3 ) T 초 만큼 1) -> 2) 과정을 반복한다.
4 ) 남은 미세먼지 총 합을 구한다.
[1단계 : 미세먼지를 확산시키자]
먼저 미세먼지가 어떻게 확산이 되는지 알아야한다.
위의 예시를 가지고 설명하자면 미세먼지가 30인 칸이 확산이 될때 (좌 우 하) 칸으로 30/5만큼씩 확산이 된다.
그리고 그 칸은 30 - (30/5)*3 = 12가 된다.
그 다음 7의 위치였던 칸에서 확산된다. 이때 주의할점은 7+6(30에서 나눠진) =13 에서 5로 나누면 안된다. 값이 변경되기전의 7에서 나누어야한다. 따라서 (좌 하) 로 7/5 만큼 더해지고 그 칸은 13 - (7/5)*2 =11이된다.
총 과정을 보자면 이러하다!
미세먼지가 확산되어 값이 변경되기전의 값을 2차원배열(new_array)을 만든후 값을 복사하여 변경 전의 미세먼지 값을 가지고 연산할 수 있도록 하였다.
public static void spreadDust(){//미세먼지 확산
copyArray();
//new_array = 확산되기전 미세먼지 값을 가지는 2차원 배열
//array = 확산되서 값이 변경된 2차원 배열
/*
public static void copyArray(){
for(int i=0; i<R ;i++){
for(int j=0; j<C; j++){
new_array[i][j]=array[i][j];
}
}
}
*/
for(int i = 0 ; i<R; i++) {
for (int j = 0 ; j<C;j++) {
if(array[i][j]>0){ //미세먼지 칸일때
if(array[i][j]/5 <0)continue; //확산될 값이 0이면 넘어간다.
int spread = new_array[i][j]/5; //상하좌우로 확산되어지는 값
int count = 0; //확산된 칸의 수
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int next_X = i + dot_X[k];
int next_Y = j + dot_Y[k];
//2차원배열 밖으로 벗어날 수 없다.
if (next_X < 0 || next_X >= R || next_Y < 0 || next_Y >= C) continue;
if (array[next_X][next_Y] == -1) continue; //공기청정기 칸으로 갈 수 없다.
array[next_X][next_Y] += spread; //확산된 값만큼 더해준다.
count++;
}
array[i][j] -= spread * count; //확산된 칸 수 만큼 빼준다.
}
}
}
}
[2단계 : 공기청정기 작동]
공기청정기의 행(R) 좌표를 알아내어 사진과 번호와 방향대로 반복문을 통해 값을 1칸씩 당겨주었다. 코드를 보면 이해가 갈 것이다. 그리고 공기청정기 바로 오른쪽의 칸으로 바람이 나오기 때문에 0으로 초기화 시켜준다. 4방향으로 값을 당겨오는 코드 구현이 이 문제에서 조금 까다로웠던거 같다.
public static void cleanDust(){
//cleaner_dot = 공기청정기 좌표(위)
int up = cleaner_dot;
int down =cleaner_dot+1;
//반시계방향
for(int i= up -1; i >0;i--){ //1
array[i][0]=array[i-1][0];
}
for(int i=0;i<C-1;i++){ //2
array[0][i]=array[0][i+1];
}
for(int i =0;i<up;i++){ //3
array[i][C-1]=array[i+1][C-1];
}
for(int i = C-1; i>1;i--){ //4
array[up][i]=array[up][i-1];
}
array[up][1]=0; //공기청정기에서 나오는 바람
//시계방향
for(int i= down+1;i<R-1;i++){ //1
array[i][0]= array[i+1][0];
}
for(int i = 0; i<C-1;i++){ //2
array[R-1][i] =array[R-1][i+1];
}
for(int i= R-1; i>down;i--){ //3
array[i][C-1]=array[i-1][C-1];
}
for(int i=C-1; i>1;i--){ //4
array[down][i]=array[down][i-1];
}
array[down][1]=0;// 공기청정기에서 나오는 바람
}
[3단계 : T초 후 미세먼지 의 총 합을 구한다]
1초마다 1,2단계가 진행되니 T초라면 1,2단계를 T번 반복하면된다. 그 후 미세먼지 총 합을 구하면 정답이 나온다!
public static int totalDust(){
int sum =0;
for(int i = 0; i<R ; i++){
for(int j = 0 ; j <C;j++){
if(array[i][j]!=-1){ //공기청정기 자리 값은 더해주면안된다.
sum+=array[i][j];
}
}
}
return sum;
}[코드]
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;
public class Main {
static int R,C,T;
static int [][]array,new_array;
static int [] dot_X = {0,0,1,-1};
static int [] dot_Y = {-1,1,0,0};
static int cleaner_dot =-1;
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine()," ");
R = Integer.parseInt(st.nextToken()); //행
C = Integer.parseInt(st.nextToken()); //열
T = Integer.parseInt(st.nextToken()); //초
array = new int[R][C];
new_array = new int[R][C];
//2차원 배열 초기화
for(int i = 0 ; i < R ; i++){
st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
for(int j = 0 ; j< C;j++){
array[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
if(cleaner_dot==-1 && array[i][j]==-1){
cleaner_dot=i; //공기청정기 (위) 위치
}
}
}
while ( T -->0){
spreadDust();
cleanDust();
}
System.out.print(totalDust());
}
public static void copyArray(){
for(int i=0; i<R ;i++){
for(int j=0; j<C; j++){
new_array[i][j]=array[i][j];
}
}
}
public static void spreadDust(){//미세먼지 확산
copyArray();
for(int i = 0 ; i<R; i++) {
for (int j = 0 ; j<C;j++) {
if(array[i][j]>0){
if(array[i][j]/5 <0)continue;
int spread = new_array[i][j]/5;
int count = 0;
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int next_X = i + dot_X[k];
int next_Y = j + dot_Y[k];
if (next_X < 0 || next_X >= R || next_Y < 0 || next_Y >= C) continue;
if (array[next_X][next_Y] == -1) continue;
array[next_X][next_Y] += spread;
count++;
}
array[i][j] -= spread * count;
}
}
}
}
public static void cleanDust(){ //공기청정기 작동
int up = cleaner_dot;
int down =cleaner_dot+1;
//반시계
for(int i= up -1; i >0;i--){
array[i][0]=array[i-1][0];
}
for(int i=0;i<C-1;i++){
array[0][i]=array[0][i+1];
}
for(int i =0;i<up;i++){
array[i][C-1]=array[i+1][C-1];
}
for(int i = C-1; i>1;i--){
array[up][i]=array[up][i-1];
}
array[up][1]=0; //공기청정기에서 나오는 바람
//시계
for(int i= down+1;i<R-1;i++){
array[i][0]= array[i+1][0];
}
for(int i = 0; i<C-1;i++){
array[R-1][i] =array[R-1][i+1];
}
for(int i= R-1; i>down;i--){
array[i][C-1]=array[i-1][C-1];
}
for(int i=C-1; i>1;i--){
array[down][i]=array[down][i-1];
}
array[down][1]=0;// 공기청정기에서 나오는 바람
}
public static int totalDust(){ //미세먼지 총 합
int sum =0;
for(int i = 0; i<R ; i++){
for(int j = 0 ; j <C;j++){
if(array[i][j]!=-1){
sum+=array[i][j];
}
}
}
return sum;
}
}[결과]
