[BOJ] 1600 : 말이 되고픈 원숭이(Java)

문제

동물원에서 막 탈출한 원숭이 한 마리가 세상구경을 하고 있다. 그 녀석은 말(Horse)이 되기를 간절히 원했다. 그래서 그는 말의 움직임을 유심히 살펴보고 그대로 따라 하기로 하였다. 말은 말이다. 말은 격자판에서 체스의 나이트와 같은 이동방식을 가진다. 다음 그림에 말의 이동방법이 나타나있다. x표시한 곳으로 말이 갈 수 있다는 뜻이다. 참고로 말은 장애물을 뛰어넘을 수 있다.

	x		x
x				x
		말
x				x
	x		x

근데 원숭이는 한 가지 착각하고 있는 것이 있다. 말은 저렇게 움직일 수 있지만 원숭이는 능력이 부족해서 총 K번만 위와 같이 움직일 수 있고, 그 외에는 그냥 인접한 칸으로만 움직일 수 있다. 대각선 방향은 인접한 칸에 포함되지 않는다.

이제 원숭이는 머나먼 여행길을 떠난다. 격자판의 맨 왼쪽 위에서 시작해서 맨 오른쪽 아래까지 가야 한다. 인접한 네 방향으로 한 번 움직이는 것, 말의 움직임으로 한 번 움직이는 것, 모두 한 번의 동작으로 친다. 격자판이 주어졌을 때, 원숭이가 최소한의 동작으로 시작지점에서 도착지점까지 갈 수 있는 방법을 알아내는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 정수 K가 주어진다. 둘째 줄에 격자판의 가로길이 W, 세로길이 H가 주어진다. 그 다음 H 줄에 걸쳐 W개의 숫자가 주어지는데, 0은 아무것도 없는 평지, 1은 장애물을 뜻한다. 장애물이 있는 곳으로는 이동할 수 없다. 시작점과 도착점은 항상 평지이다. W와 H는 1 이상 200 이하의 자연수이고, K는 0 이상 30 이하의 정수이다.

출력

첫째 줄에 원숭이의 동작수의 최솟값을 출력한다. 시작점에서 도착점까지 갈 수 없는 경우엔 -1을 출력한다.

문제 링크 : https://www.acmicpc.net/problem/1600

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💡 풀이

처음에 3차원 배열을 사용하지 않고 풀려고 끙끙대다가 결국 사용했다..

방문 처리를 하는 $visited[y][x][k]$ 배열에서 k는 말처럼 이동한 횟수를 나타낸다. BFS를 수행하며 Queue에서 방문하고자 하는 위치와 그 위치에서의 말처럼 이동한 횟수, 이동한 거리를 꺼내고 이 지점이 만약 도착지점이라면 이동 횟수를 출력하고 종료한다. 그렇지 않다면, 먼저 인접한 4 방향을 방문한다. 그 후, 말처럼 이동한 횟수가 주어진 최댓값과 일치한다면 더 이상 말처럼 이동할 수 없기 때문에 다음 Queue의 인자로 넘어간다. 만약 말처럼 이동할 수 있다면 말이 이동할 수 있는 방향 $dir_horse[][]$를 이용해 이동시키고 이동 가능하다면 (말처럼 이동한 횟수 + 1), (이동 거리 + 1)을 Queue에 넣어준다. 이 과정을 반복했을 때, 도착 지점에 도착하지 못한다면 -1을 반환하고 종료한다. 

 

전체적인 코드는 다음과 같다. 

package Graph;

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

public class Q1600 {
    static int N, M, K;
    static int[][] map;
    static int[][] dir = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
    static int[][] dir_horse = {{-1, -2}, {-2, -1}, {1, 2}, {2, 1}, {-1, 2}, {-2, 1}, {1, -2}, {2, -1}};
    static int[][][] distance;
    static boolean[][][] visited;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        K = Integer.parseInt(br.readLine());

        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());

        /*
        0 : 평지
        1 : 장애물
         */
        map = new int[N][M];
        visited = new boolean[N][M][K+1];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }

        BFS();

    }

    static void BFS() {
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(0); // y
        queue.add(0); // x
        queue.add(0); // 말처럼 이동한 횟수
        queue.add(0); // 전체 이동 횟수
        visited[0][0][0] = true;


        while (!queue.isEmpty()) {
            int y = queue.poll();
            int x = queue.poll();
            int k = queue.poll();
            int cnt = queue.poll();

            // 끝에 도달했을 경우
            if (y == N - 1 && x == M - 1) {
                System.out.println(cnt);
                return;
            }

            for (int cand = 0; cand < 4; cand++) {
                int ny = y + dir[cand][0];
                int nx = x + dir[cand][1];

                // 범위를 벗어나는 경우
                if (ny < 0 || nx < 0 || ny >= N || nx >= M) continue;
                // 장애물인 경우
                if (map[ny][nx] == 1) continue;
                // 이미 방문한 경우
                if (visited[ny][nx][k]) continue;

                queue.add(ny);
                queue.add(nx);
                queue.add(k);
                queue.add(cnt + 1); // 이동 횟수 1 증가
                visited[ny][nx][k] = true;
            }

            // 만약 k가 주어진 K와 같다면 말처럼 뛸 수 없다.
            if (k == K) {
                continue;
            }

            for (int cand = 0; cand < 8; cand++) {
                int ny = y + dir_horse[cand][0];
                int nx = x + dir_horse[cand][1];
                int next = k + 1;
                int dist = cnt;

                if(ny<0 || nx<0 || ny>=N || nx>=M) continue;
                if(map[ny][nx] == 1) continue;
                if(visited[ny][nx][next]) continue;

                queue.add(ny);
                queue.add(nx);
                queue.add(next);
                queue.add(dist + 1);
                visited[ny][nx][next] = true;

            }
        }

        System.out.println(-1);
    }

}