[JAVA] BOJ 백준 14503 로봇 청소기

문제

로봇 청소기가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

로봇 청소기가 있는 장소는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1×1크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다. 각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북중 하나이다. 지도의 각 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있고, r은 북쪽으로부터 떨어진 칸의 개수, c는 서쪽으로 부터 떨어진 칸의 개수이다.

→ 이를 통해 배열의 인덱스를 0부터 시작해야 한다는 것을 알수 있다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 위치를 청소한다.
2. 현재 위치에서 현재 방향을 기준으로 왼쪽방향부터 차례대로 탐색을 진행한다.
   1. 왼쪽 방향에 아직 청소하지 않은 공간이 존재한다면, 그 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번부터 진행한다.
   2. 왼쪽 방향에 청소할 공간이 없다면, 그 방향으로 회전하고 2번으로 돌아간다.
   3. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽인 경우에는, 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진을 하고 2번으로 돌아간다.
   4. 네 방향 모두 청소가 이미 되어있거나 벽이면서, 뒤쪽 방향이 벽이라 후진도 할 수 없는 경우에는 작동을 멈춘다.

로봇 청소기는 이미 청소되어있는 칸을 또 청소하지 않으며, 벽을 통과할 수 없다.

→ 삼성 기출문제는 문제에서 제시된 상황대로 해야한다! 임의로 상황을 바꾸어 함수를 시행하면 오류가 날 때 이유를 찾기 어렵다

입력

첫째 줄에 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 50)

둘째 줄에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 바라보는 방향 d가 주어진다. d가 0인 경우에는 북쪽을, 1인 경우에는 동쪽을, 2인 경우에는 남쪽을, 3인 경우에는 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

→ 북 : 0, 동 : 1, 남: 2, 서: 3, 이때 북쪽의 왼쪽 방향 전진은 동쪽으로 향하는 것이 아니라 서쪽으로 향하는 것임을 알아야 한다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 장소의 상태가 북쪽부터 남쪽 순서대로, 각 줄은 서쪽부터 동쪽 순서대로 주어진다. 빈 칸은 0, 벽은 1로 주어진다. 지도의 첫 행, 마지막 행, 첫 열, 마지막 열에 있는 모든 칸은 벽이다.

로봇 청소기가 있는 칸의 상태는 항상 빈 칸이다.

코드

전체 코드

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

public class BOJ_14503 {
    static int N;
    static int M;
    static int[][] home;
    static int result;
    static int rx;
    static int ry;
    static int rd;
    static int check;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        home = new int[N][M];
        st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
        rx = Integer.parseInt(st.nextToken());
        ry = Integer.parseInt(st.nextToken());
        rd = Integer.parseInt(st.nextToken());
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
            for (int j = 0; j < M; j++)
                home[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
        }
        clean();
        sb.append(result);
        System.out.println(sb.toString());
    }

    static void clean() {
        int[][] visited = new int[N][M];
        int[] dx = { 0, -1, 0, 1 };
        int[] dy = { -1, 0, 1, 0 };

        while (true) {
            int nx, ny;
            if (visited[rx][ry] == 0) {
                visited[rx][ry] = 1;
                result++;
            } // 1번을 수행하여 현재 위치를 청소한다.
            if (check == 4) {
                if (rd < 1) {
                    nx = rx + dx[3];
                    ny = ry + dy[3];
                } else {
                    nx = rx + dx[rd - 1];
                    ny = ry + dy[rd - 1];
                }
                if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= N || ny >= M || home[nx][ny] == 1)
                    return;
                else {
                    rx = nx;
                    ry = ny;
                    check = 0;
                }
            }
            nx = rx + dx[rd];
            ny = ry + dy[rd];

            if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < M && visited[nx][ny] != 1 && home[nx][ny] != 1) {
                rx = nx;
                ry = ny;
                check = 0;
            } else
                check++;
            rd--;
            if (rd < 0)
                rd = 3;
        }

    }
}

순서대로 코드를 살펴보자!

static int N;
static int M;
static int[][] home;
static int result;
static int rx;
static int ry;
static int rd;
static int check;

다음 변수들은 전역 변수로 사용할 변수들이다.

home 배열은 처음 입력받은 구역을 담은 배열이다.

rx, ry, rd는 각각 로봇의 현재 위치와 방향을 담은 변수이다.

check 변수는 로봇이 현재 위치에서 4 방향 중 몇개의 방향을 확인했는지를 담은 변수이다.

BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringBuilder sb = new StringBuilder();
StringTokenizer st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
N = Integer.parseInt(st.nextToken());
M = Integer.parseInt(st.nextToken());
home = new int[N][M];
st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
rx = Integer.parseInt(st.nextToken());
ry = Integer.parseInt(st.nextToken());
rd = Integer.parseInt(st.nextToken());
for (int i = 0; i < N; i++) {
	st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
	for (int j = 0; j < M; j++)
	home[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
}
clean();
sb.append(result);
System.out.println(sb.toString());

BufferedReader를 통해 입력을 받고 StringBuilder로 출력한다.

이때 clean 함수에서 청소가 이루어지고 결과값은 result 변수에 담겨진다.

static void clean() {
        int[][] visited = new int[N][M];
        int[] dx = { 0, -1, 0, 1 };
        int[] dy = { -1, 0, 1, 0 };

visited 배열은 현재 위치를 청소 했는지의 여부를 나타내는 값을 담은 배열이다.

dx, dy 배열은 북, 동, 남, 서를 나타내는 숫자를 인덱스 값으로 받았을 때 그 방향의 왼쪽 방향으로 전진하게 하는 배열이다.

즉, rx += dx[북], ry += dy[북]을 하게 되면 로봇은 북쪽을 바라봤을 때의 왼쪽방향인 동쪽으로 한칸 전진하게 된다.

while (true) {
    int nx, ny;
    if (visited[rx][ry] == 0) {
          visited[rx][ry] = 1;
          result++;
    }

while 문을 통해 2-4에 해당하는 경우 loop를 빠져나오게 하기 위해 true를 써주었다.

nx, ny 변수는 확인할 위치를 담은 변수이다.

다음의 if문은 1번을 수행하고 있다. 해당 위치가 청소가 되지 않았다면 청소를 해주고 결과값을 1 증가시킨다.

if (check == 4) {
        if (rd < 1) {
              nx = rx + dx[3];
              ny = ry + dy[3];
         } else {
               nx = rx + dx[rd - 1];
               ny = ry + dy[rd - 1];
         }
         if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= N || ny >= M || home[nx][ny] == 1)
              return;
          else {
               rx = nx;
               ry = ny;
               check = 0;
           }
       }

다음 if문은 2-3,4를 수행한다.

check가 4이므로 현재 위치에서 네 방향을 모두 탐색하였고 네 방향 모두 청소가 이미 되었거나 벽인 경우이다. 이때 바라보는 방향을 유지한 채(rd를 변경하지 않은 채) 한 칸 후진을 해야한다.

rd를 -2, +2를 하지 않고 -1을 하는 이유는 현재 인덱스를 넣었을 때 왼쪽 방향으로 전진하게 되어있으므로 -1을 해주어야 한다.

nx, ny가 칸을 벗어났거나 벽인 경우에는 작동을 멈춘다. → return

그렇지 않다면 후진을 하고 새로운 위치로 이동했으므로 check를 갱신한다. → 로봇의 위치를 변경한다

nx = rx + dx[rd];
ny = ry + dy[rd];

if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < M && visited[nx][ny] != 1 && home[nx][ny] != 1) {
    rx = nx;
    ry = ny;
    check = 0;
} else
    check++;
rd--;
if (rd < 0)
    rd = 3;

다음은 2-1,2를 수행한다.

nx, ny를 현재 방향의 왼쪽 방향으로 한칸 전진한 위치로 지정한다.

이때 이 이동할 위치가 칸에서 벗어나지 않고 청소하지 않았고 벽도 아니라면 이동한다. 또한 새로운 위치에 도달했으므로 check를 갱신한다. → rx, ry를 수정한다.

청소가 되어있거나 벽인 경우 → check를 1 증가시킨다.

두 경우 모두 왼쪽으로 회전해야 하므로 rd를 하나 감소시킨다.

이때 rd가 0보다 작은 경우(-1) 인덱스 범위를 벗어나게 되므로 3으로 값을 바꾸어 준다.