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녹색 옷 입은 애가 젤다지?                                                                                 

1 초 256 MB 22996 12173 8348 50.742%

문제

젤다의 전설 게임에서 화폐의 단위는 루피(rupee)다. 그런데 간혹 '도둑루피'라 불리는 검정색 루피도 존재하는데, 이걸 획득하면 오히려 소지한 루피가 감소하게 된다!

젤다의 전설 시리즈의 주인공, 링크는 지금 도둑루피만 가득한 N x N 크기의 동굴의 제일 왼쪽 위에 있다. [0][0]번 칸이기도 하다. 왜 이런 곳에 들어왔냐고 묻는다면 밖에서 사람들이 자꾸 "젤다의 전설에 나오는 녹색 애가 젤다지?"라고 물어봤기 때문이다. 링크가 녹색 옷을 입은 주인공이고 젤다는 그냥 잡혀있는 공주인데, 게임 타이틀에 젤다가 나와있다고 자꾸 사람들이 이렇게 착각하니까 정신병에 걸릴 위기에 놓인 것이다.

하여튼 젤다...아니 링크는 이 동굴의 반대편 출구, 제일 오른쪽 아래 칸인 [N-1][N-1]까지 이동해야 한다. 동굴의 각 칸마다 도둑루피가 있는데, 이 칸을 지나면 해당 도둑루피의 크기만큼 소지금을 잃게 된다. 링크는 잃는 금액을 최소로 하여 동굴 건너편까지 이동해야 하며, 한 번에 상하좌우 인접한 곳으로 1칸씩 이동할 수 있다.

링크가 잃을 수밖에 없는 최소 금액은 얼마일까?

 

입력

입력은 여러 개의 테스트 케이스로 이루어져 있다.

각 테스트 케이스의 첫째 줄에는 동굴의 크기를 나타내는 정수 N이 주어진다. (2 ≤ N ≤ 125) N = 0인 입력이 주어지면 전체 입력이 종료된다.

이어서 N개의 줄에 걸쳐 동굴의 각 칸에 있는 도둑루피의 크기가 공백으로 구분되어 차례대로 주어진다. 도둑루피의 크기가 k면 이 칸을 지나면 k루피를 잃는다는 뜻이다. 여기서 주어지는 모든 정수는 0 이상 9 이하인 한 자리 수다.

 

출력

각 테스트 케이스마다 한 줄에 걸쳐 정답을 형식에 맞춰서 출력한다. 형식은 예제 출력을 참고하시오.

 

예제 입력 1

3
5 5 4
3 9 1
3 2 7
5
3 7 2 0 1
2 8 0 9 1
1 2 1 8 1
9 8 9 2 0
3 6 5 1 5
7
9 0 5 1 1 5 3
4 1 2 1 6 5 3
0 7 6 1 6 8 5
1 1 7 8 3 2 3
9 4 0 7 6 4 1
5 8 3 2 4 8 3
7 4 8 4 8 3 4
0

 

예제 출력 1 

Problem 1: 20
Problem 2: 19
Problem 3: 36

 

다익스트라 알고리즘을 활용하여 풀 수 있는 문제이다.

 

테스트 케이스 1번을 예시로 설명해보겠다.

 

1. 시작 좌표로부터의 최단 거리를 저장하기 위한 2차원 배열을 별도로 생성하고, 배열의 값을 모두 INF로 초기화한다.

(INF는 아직 도달하지 못한 좌표를 의미하며 1e9로 값을 할당하였다.)

 

2. 최소 힙을 생성하여, 시작좌표(0,0)의 도둑 루피 값을 정렬 기준으로 최소힙에 삽입한다.

 

 

3. 최소 힙에서 가장 도둑 루피가 작은 값을 팝하여, 상하좌우 좌표를 검사한다.

아직 최소힙에 들어있는 값은 시작 좌표말고 없으므로, 시작 좌표의 값이 뽑힌다.

배열의 범위를 벗어나지 않으면서 현재 위치에서의 최단 비용과 이동할 위치의 최단 비용을 합친 값이, 기존 distance 배열에서의 값보다 작아진다면(우리는 최소 비용을 갖고 목적지에 도달하는것이 목표이므로) distance의 값을 갱신하고,

갱신한 값과 좌표를 최소 힙에 삽입한다.

 

 

4. 최소 힙에서 가장 도둑 루피가 작은 값을 팝하여, 상하좌우 좌표를 검사한다.

최소 힙에서 가장 비용이 적은 값은 8이므로, 8(1,0)이 뽑힌다.

(1,0) 좌표의 인접한 좌표 (0,0),(2,1),(1,1)은 누적 비용 8에 각각의 좌표에서의 도둑 루피 값을 더하면 13, 11, 17 이 되므로, (2,0), (1,1) 좌표의 distance배열의 값을 갱신하고 최소 힙에 삽입한다.

 

 

5. 최소 힙에서 가장 도둑 루피가 작은 값을 팝하여, 상하좌우 좌표를 검사한다.

최소 힙에서 가장 비용이 적은 값은 10이므로, 10(0,1)이 뽑힌다.

(0,1) 좌표의 인접한 좌표 (0,0),(0,2),(1,1)은 누적 비용 10에 각각의 좌표에서의 도둑 루피 값을 더하면 15,14,19 가 되므로,

(0,2) 좌표의 distance배열의 값을 갱신하고 최소 힙에 삽입한다.

 

 

6. 최소 힙에서 가장 도둑 루피가 작은 값을 팝하여, 상하좌우 좌표를 검사한다.

최소 힙에서 가장 비용이 적은 값은 11이므로, 11(2,0)이 뽑힌다.

(2,0) 좌표의 인접한 좌표 (1,0),(2,1)은 누적 비용 11에 각각의 좌표에서의 도둑 루피 값을 더하면 19,13이 되므로,

(2,1) 좌표의 distance배열의 값을 갱신하고 최소 힙에 삽입한다.

 

7.  최소 힙에서 가장 도둑 루피가 작은 값을 팝하여, 상하좌우 좌표를 검사한다.

최소 힙에서 가장 비용이 적은 값은 13이므로, 13(2,1)이 뽑힌다.

(2,1) 좌표의 인접한 좌표 (1,1),(2,2)은 누적 비용 13에 각각의 좌표에서의 도둑 루피 값을 더하면 22,20이 되므로,

(2,2) 좌표의 distance배열의 값을 갱신하고 최소 힙에 삽입한다.

목적지인 (2,2)에 도달하였으므로, 탐색을 종료하고 distance[n-1][n-1]값을 정답으로 출력한다.

 

 

위 아이디어를 코드로 옮기면 아래와 같다.

 

import heapq
INF = int(1e9)  # 무한 거리
t = 1  # 현재 몇번째 문제인지 기록
dx = [0, 0, -1, 1]
dy = [-1, 1, 0, 0]


def dijkstera():
    global distance
    queue = []  # 최소 힙으로 사용하기 위한 배열
    # 시작 좌표에서의 가격, 시작 좌표를 최소 힙에 삽입
    heapq.heappush(queue, (graph[0][0], 0, 0))
    while queue:
        dist, x, y = heapq.heappop(queue)  # 가장 코스트가 적은 노드 뽑기
        # 네 가지 방향에 대해서
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            # 범위를 벗어나지 않으면서
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                # 현재 점을 거쳐서 가면 더 짧아진다면 갱신
                if dist + graph[nx][ny] < distance[nx][ny]:
                    distance[nx][ny] = dist + graph[nx][ny]
                    # 최소힙에 푸쉬
                    heapq.heappush(queue, (distance[nx][ny], nx, ny))
                # 목적지에 도달하였다면
                if (nx, ny) == (n-1, n-1):
                    return


while True:  # 0이 입력될때까지 반복
    n = int(input())
    if n == 0:
        break
    graph = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
    # 각 좌표에 대한 최단 경로를 저장하기 위한 배열 생성
    distance = [[INF]*n for _ in range(n)]
    # 다익스트라 알고리즘 수행
    dijkstera()
    # 정답 출력
    print(f"Problem {t}:", distance[n-1][n-1])
    t += 1

 

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