백준 17144번

문제 해설이 아닌 풀이하면서 거쳐간 생각들을 기록하는 글입니다.

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 \(A_{r,c}\)이다.

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 \(A_{r,c} / 5\) 이고 소수점은 버린다.
- (r, c)에 남은 미세먼지의 양은 \(A_{r,c} - (A_{r,c} / 5) \times (확산된 방향의 개수)\) 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.

왼쪽과 오른쪽에 칸이 없기 때문에, 두 방향으로만 확산이 일어났다.

인접한 네 방향으로 모두 확산이 일어난다.

공기청정기가 있는 칸으로는 확산이 일어나지 않는다.

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 \(A_{r,c}\) (-1 ≤ \(A_{r,c}\) ≤ 1,000)가 주어진다. 공기청정기가 설치된 곳은 \(A_{r,c}\)가 -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.

접근 과정

연산의 수를 가늠해봤을 때 그리 많은 수는 아니므로 주어진 알고리즘에 따라 단순히 구현하면 되는 문제였다. 먼지 확산 -> 공기 순환 의 순서에 따라 구현하고자 하였다.
좌표계를 변수를 모두 unsigned int형으로 선언해주었다. 이러면 배열 색인 범위 유효성 확인이 비교적 간단해진다. isValidPoint()
확산 시 새로 퍼진 먼지가 현재 확산에 영향을 주면 안 되므로 newDusts라는 새로운 배열에 이번 회차에 확산한 먼지를 기록해주었다. 기록된 먼지의 양을 기존 격자판에 다시 합쳐줘야 하므로 먼지 확산 과정이 먼지 확산 -> 병합 의 과정으로 나뉘었다.
공기 순환은 바람이 부는 방향의 반대로부터 한 칸씩 덮어쓰는 방향으로 구현하였다. 이때 방향이 자연스럽게 바뀌도록 하고자 이동 방향을을 표현하는 directions 배열의 순서를 적당히 조정해야 했다. 구현을 윗 공기 순환 -> 아랫 공기 순환으로 구분하였는데 람다식을 잘 활용하면 하나의 함수로 합칠 수도 있을 것도 같다.
구현할 때 배열 인덱싱을 잘못 넣거나 좌표 이동시 계산식을 이상하게 넣는 실수가 많았다. 맞추고서도 여러 번 다시 구현해 봤는데 꼭 한번은 실수가 나오더라 -_-. 복잡한 구현 문제에서 이런 실수로 디버깅하는데 시간이 많이 낭비하는 일이 잦았은데 처음 코드를 짤 때부터 집중하여 작성하는 습관이 필요할 것 같다. 빨리 한다고 후다닥 썼는데 디버깅에서 시간이 타버리면 나만 손해다.

소스 코드

#include <iostream>

unsigned int row, col, t;
unsigned int acX, acTopY, acBottomY;

bool isValidPoint(unsigned int y, unsigned int x) {
    return y < row && x < col;
}

int main() {
    std::ios_base::sync_with_stdio(false); std::cin.tie(nullptr);

    unsigned int x, y;
    int board[50][50];
    int newDusts[50][50] = { };
    int directions[4][2] = {
        {-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}, {0, -1}
    };    // (y, x)
    
    std::cin >> row >> col >> t;
    for (y = 0; y < row; ++y) {
        for (x = 0; x < col; ++x) {
            std::cin >> board[y][x];

            if (board[y][x] == -1) {
                acX = x;
                acBottomY = y;
            }
        }
    }
    acTopY = acBottomY - 1;

    for (unsigned int time = 0; time < t; ++time) {
        // spread dust
        for (y = 0; y < row; ++y) {
            for (x = 0; x < col; ++x) {
                int& currentDust = board[y][x];
                if (currentDust < 5) {    // 먼지가 적거나 공기 청정기인 경우
                    continue;
                }

                int div = currentDust / 5;
                int spreadCount = 0;
                for (int* dir : directions) {
                    unsigned int nextY = y + dir[0];
                    unsigned int nextX = x + dir[1];
                    if (isValidPoint(nextY, nextX) && board[nextY][nextX] != -1) {
                        newDusts[nextY][nextX] += div;
                        ++spreadCount;
                    }
                }

                currentDust -= div * spreadCount;
            }
        }

        // merge new dust;
        for (y = 0; y < row; ++y) {
            for (x = 0; x < col; ++x) {
                if (board[y][x] != -1) {
                    board[y][x] += newDusts[y][x];
                    newDusts[y][x] = 0;
                }
            }
        }

        // top cleaning
        int arrow = 0;    // up;
        unsigned int prevY = acTopY - 1;
        unsigned int prevX = acX;
        y = acTopY - 2;
        x = acX;

        while (board[y][x] != -1) {
            board[prevY][prevX] = board[y][x];

            int dy = directions[arrow][0];
            int dx = directions[arrow][1];
            if (!isValidPoint(y + dy, x + dx) || y + dy > acTopY) {
                ++arrow;    // up(0) -> right(1) -> down(2) -> left(3)
                dy = directions[arrow][0];
                dx = directions[arrow][1];
            }

            prevY = y;
            prevX = x;
            y += dy;
            x += dx;
        }
        board[prevY][prevX] = 0;

        // bottom cleaning
        arrow = 2;    // down;
        prevY = acBottomY + 1;
        prevX = acX;
        y = acBottomY + 2;
        x = acX;

        while (board[y][x] != -1) {
            board[prevY][prevX] = board[y][x];

            unsigned int dy = directions[arrow][0];
            unsigned int dx = directions[arrow][1];
            if (!isValidPoint(y + dy, x + dx) || y + dy < acBottomY) {
                --arrow;    // down(2) -> right(1) -> up(0) -> left(3)
                if (arrow < 0) {
                    arrow = 3;
                }

                dy = directions[arrow][0];
                dx = directions[arrow][1];
            }

            prevY = y;
            prevX = x;
            y += dy;
            x += dx;
        }
        board[prevY][prevX] = 0;
    }

    int amount = 0;
    for (y = 0; y < row; ++y) {
        for (x = 0; x < col; ++x) {
            if (board[y][x] != -1) {
                amount += board[y][x];
            }
        }
    }

    std::cout << amount;
    return 0;
}