[백준] 16235번 : 나무 재테크 (Java)

🔗16235번 : 나무 재테크
● Java 풀이
● 시간 제한 0.3초
● 메모리 제한 512 MB

문제

 

부동산 투자로 억대의 돈을 번 상도는 최근 N×N 크기의 땅을 구매했다. 상도는 손쉬운 땅 관리를 위해 땅을 1×1 크기의 칸으로 나누어 놓았다. 각각의 칸은 (r, c)로 나타내며, r은 가장 위에서부터 떨어진 칸의 개수, c는 가장 왼쪽으로부터 떨어진 칸의 개수이다. r과 c는 1부터 시작한다.

상도는 전자통신공학과 출신답게 땅의 양분을 조사하는 로봇 S2D2를 만들었다. S2D2는 1×1 크기의 칸에 들어있는 양분을 조사해 상도에게 전송하고, 모든 칸에 대해서 조사를 한다. 가장 처음에 양분은 모든 칸에 5만큼 들어있다.

매일 매일 넓은 땅을 보면서 뿌듯한 하루를 보내고 있던 어느 날 이런 생각이 들었다.

나무 재테크를 하자!

나무 재테크란 작은 묘목을 구매해 어느정도 키운 후 팔아서 수익을 얻는 재테크이다. 상도는 나무 재테크로 더 큰 돈을 벌기 위해 M개의 나무를 구매해 땅에 심었다. 같은 1×1 크기의 칸에 여러 개의 나무가 심어져 있을 수도 있다.

이 나무는 사계절을 보내며, 아래와 같은 과정을 반복한다.

봄에는 나무가 자신의 나이만큼 양분을 먹고, 나이가 1 증가한다. 각각의 나무는 나무가 있는 1×1 크기의 칸에 있는 양분만 먹을 수 있다. 하나의 칸에 여러 개의 나무가 있다면, 나이가 어린 나무부터 양분을 먹는다. 만약, 땅에 양분이 부족해 자신의 나이만큼 양분을 먹을 수 없는 나무는 양분을 먹지 못하고 즉시 죽는다.

여름에는 봄에 죽은 나무가 양분으로 변하게 된다. 각각의 죽은 나무마다 나이를 2로 나눈 값이 나무가 있던 칸에 양분으로 추가된다. 소수점 아래는 버린다.

가을에는 나무가 번식한다. 번식하는 나무는 나이가 5의 배수이어야 하며, 인접한 8개의 칸에 나이가 1인 나무가 생긴다. 어떤 칸 (r, c)와 인접한 칸은 (r-1, c-1), (r-1, c), (r-1, c+1), (r, c-1), (r, c+1), (r+1, c-1), (r+1, c), (r+1, c+1) 이다. 상도의 땅을 벗어나는 칸에는 나무가 생기지 않는다.

겨울에는 S2D2가 땅을 돌아다니면서 땅에 양분을 추가한다. 각 칸에 추가되는 양분의 양은 A[r][c]이고, 입력으로 주어진다.

K년이 지난 후 상도의 땅에 살아있는 나무의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

 

테스트 케이스

 

/** 출처 (https://www.acmicpc.net/board/view/85642) **/

// input 
10 1 1000
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
1 1 1

// answer
5443

/** 출처 (https://www.acmicpc.net/board/view/99700) **/

// input
5 2 7
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 1 3
3 2 3

// answer
71

// input
5 2 8
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 1 3
3 2 3

// answer
47

// input
5 2 9
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 1 3
3 2 3

// answer
34

// input
5 2 10
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 3 2 3 2
2 1 3
3 2 3

// answer
174

/** 출처 (https://www.acmicpc.net/board/view/96281) **/
// 시간별 땅 양분 맵
7 8 7 8 7 
4 8 7 8 7 
7 5 7 8 7 
7 8 7 8 7 
7 8 7 8 7 

9 11 9 11 9 
2 11 9 11 9 
9 4 9 11 9 
9 11 9 11 9 
9 11 9 11 9 

10 13 11 14 11 
5 12 10 14 11 
9 8 10 14 11 
10 13 10 14 11 
11 14 11 14 11 

10 14 13 17 13 
5 11 10 17 13 
7 9 10 17 13 
10 14 10 17 13 
13 17 13 17 13 

9 14 15 20 15 
4 8 9 20 15 
3 9 9 20 15 
9 14 9 20 15 
15 20 15 20 15 

7 13 17 23 17 
2 3 7 23 17 
9 8 7 23 17 
7 13 7 23 17 
17 23 17 23 17 

85

------------------------------
// 시간별 나무 맵
_____
[4]____
_[4]___
_____
_____

[1][1]___
[1,5][1,1][1]__
[1,1][1,5][1]__
[1][1][1]__
_____

[2][2]___
[2][2,2][2]__
[2,2][2][2]__
[2][2][2]__
_____

[3][3]___
[3][3,3][3]__
[3,3][3][3]__
[3][3][3]__
_____

[4][4]___
[4][4,4][4]__
[4,4][4][4]__
[4][4][4]__
_____

[1,1,1,1,5][1,1,1,1,1,5][1,1,1,1][1]_
[1,1,1,1,1,5][1,1,1,1,1,1,5,5][1,1,1,1,1,5][1,1]_
[1,1,1,1,1,1][1,1,1,1,1,1,1,1,5][1,1,1,1,1,1,5][1,1,1]_
[1,1,5][1,1,1,1,5][1,1,1,5][1,1]_
[1,1][1,1,1][1,1][1]_

85

 

풀이

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {
    private static int N, M, K;  // N: 땅 크기, M: 나무 개수, K: 지낼 년도
    private static int[][] A, map;  // 양분 추가 개수, 현재 양분
    private static List<Integer>[][] trees;  // 나무 배열
    private static final int[] dr = {-1, -1, -1, 0, 0, 1, 1, 1}, dc = {-1, 0, 1, -1, 1, -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());  // 땅 크기 초기화
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 나무 개수 초기화
        K = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 지낼 년도 초기화
        A = new int[N + 1][N + 1];  // 추가 양분 담을 배열 초기화
        map = new int[N + 1][N + 1];  // 현재 양분 담을 배열 초기화

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 1; j <= N; j++) {
                A[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 각 땅의 양분 개수 초기화
                map[i][j] = 5;  // 각 땅의 현재 양분 초기화
            }
        }

        trees = new ArrayList[N + 1][N + 1];  // 나무 저장할 List 2차원 배열 초기화
        int x, y, z;  // 임의 변수
        for (int i = 0; i < M; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            x = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 세로
            y = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 가로
            z = Integer.parseInt(st.nextToken());  // 나무 나이

            if (trees[x][y] == null) trees[x][y] = new ArrayList<>();  // 배열 null일 시 새로 만들어주기
            trees[x][y].add(z);  // 배열에 나무 나이 담기
        }

        for (int i = 0; i < K; i++) {
            growTrees();  // 나무가 자신의 나이만큼 양분을 먹음 + 죽은 나무는 양분행 + 양분 뿌리기 (봄, 여름, 겨울)
            if (M == 0) break;  // 나무가 없을 경우 더이상 번식하지 못하므로 break
            breedTrees();  // 나무 번식 (가을)
        }
        System.out.println(M);  // 나무 개수 출력
    }

    private static void growTrees() {
        int index;
        for (int i = 1; i <= N; i++) {  // 세로
            for (int j = 1; j <= N; j++) {  //가로
                if (trees[i][j] != null) {  // 해당 칸에 나무가 존재할 경우
                    index = 0;  // index 0부터 시작
                    while (index < trees[i][j].size() && 0 <= map[i][j] - trees[i][j].get(index)) {  // 양분을 줄 수 있을 때까지 나무 키우기
                        map[i][j] -= trees[i][j].get(index);  // 양분 먹기 (빼기)
                        trees[i][j].set(index, trees[i][j].get(index++) + 1);  // 나무 나이 + 1
                    }
                    while (!trees[i][j].isEmpty() && index < trees[i][j].size()) {  // 양분을 먹을 수 없는 나무들 처리
                        map[i][j] += trees[i][j].remove(index) / 2;  // 나이의 반만큼 양분 더하기
                        M--;  // 나무 개수 빼기
                    }
                }
                map[i][j] += A[i][j];  // 기계로 양분 주기
            }
        }
    }

    private static void breedTrees() {
        int nr, nc;
        for (int i = 1; i <= N; i++) {  // 세로
            for (int j = 1; j <= N; j++) {  // 가로
                if (trees[i][j] == null) continue;  // 해당 칸에 나무가 존재하지 않을 경우 넘기기
                for (int tree : trees[i][j]) {  // 존재하는 나무 반복
                    if (tree % 5 == 0) {  // 나무의 나이가 5의 배수일 경우
                        for (int k = 0; k < 8; k++) {  // 팔방 탐색
                            nr = i + dr[k];
                            nc = j + dc[k];
                            if (0 < nr && nr <= N && 0 < nc && nc <= N) {  // 해당 칸에 나무를 심을 수 있을 경우
                                if (trees[nr][nc] == null) trees[nr][nc] = new ArrayList<>();  // 배열 null일 시 새로 만들어주기
                                trees[nr][nc].add(0, 1);  // 가장 앞에 나이 1 나무 심기
                                M++;  // 나무 개수 더하기
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

 

구현 문제임에도 시간 제한이 짧아 난항을 겪은 문제.

제공한 첫 번째 테스트 케이스를 돌려보면 시간 초과가 나는지 확실하게 알 수 있다.

 

이 문제에서 사람들이 쉽게 지나치는 점은 두 가지 정도 같다.

• 해가 지날 때마다 (봄 메소드에서) 정렬을 하면 시간초과
• 초기 땅의 양분은 전부 5

나 같은 경우엔 배열 MAX가 10X10인데도 불구하고, 탐색 줄이겠다고 Tree List를 하나 만들었다가, 봄마다  정렬로 인해 시간초과가 어마어마하게 떴다.

1 ≤ N ≤ 10 이라는 것을 확실하게 보고, 땅은 전부 탐색해주도록 하자.

 

실질적으로 땅의 양분을 사용하는 경우는 봄 밖에 없기 때문에 굳이 봄 → 여름 → 가을 → 겨울 순서로 진행하지 않아도 for문 하나에 넣어버릴 수 있다. 나 같은 경우에도 (봄, 여름, 겨울)을 한 for문에 그냥 합쳐버렸다.