[C++][백준] 상어 초등학교(21608) - 우선순위큐

문제

상어 초등학교에는 교실이 하나 있고, 교실은 N×N 크기의 격자로 나타낼 수 있다. 학교에 다니는 학생의 수는 N2명이다. 오늘은 모든 학생의 자리를 정하는 날이다. 학생은 1번부터 N2번까지 번호가 매겨져 있고, (r, c)는 r행 c열을 의미한다. 교실의 가장 왼쪽 윗 칸은 (1, 1)이고, 가장 오른쪽 아랫 칸은 (N, N)이다.

선생님은 학생의 순서를 정했고, 각 학생이 좋아하는 학생 4명도 모두 조사했다. 이제 다음과 같은 규칙을 이용해 정해진 순서대로 학생의 자리를 정하려고 한다. 한 칸에는 학생 한 명의 자리만 있을 수 있고, |r1 - r2| + |c1 - c2| = 1을 만족하는 두 칸이 (r1, c1)과 (r2, c2)를 인접하다고 한다.

1. 비어있는 칸 중에서 좋아하는 학생이 인접한 칸에 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
2. 1을 만족하는 칸이 여러 개이면, 인접한 칸 중에서 비어있는 칸이 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
3. 2를 만족하는 칸도 여러 개인 경우에는 행의 번호가 가장 작은 칸으로, 그러한 칸도 여러 개이면 열의 번호가 가장 작은 칸으로 자리를 정한다.

이제 학생의 만족도를 구해야 한다. 학생의 만족도는 자리 배치가 모두 끝난 후에 구할 수 있다. 학생의 만족도를 구하려면 그 학생과 인접한 칸에 앉은 좋아하는 학생의 수를 구해야 한다. 그 값이 0이면 학생의 만족도는 0, 1이면 1, 2이면 10, 3이면 100, 4이면 1000이다.

학생의 만족도의 총 합을 구해보자.

 

출력

첫째 줄에 학생의 만족도의 총 합을 출력한다.

 

풀이

bool check[i][j] 배열을 선언하였습니다.

check[i][j]가 true라면 i번 학생이 j번 학생을 좋아함을 의미합니다.

입력을 받으면서 check 배열을 채워줍니다. 

 

해당 문제는 우선 순위 큐를 사용하여 풀이하였습니다.

우선 순위 큐에서 우선 순위를 결정하는 comp 함수를  잘 만들 수 있는지가 관건이 되는 문제였습니다.

 

1. 비어있는 칸 중에서 좋아하는 학생이 인접한 칸에 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
2. 1을 만족하는 칸이 여러 개이면, 인접한 칸 중에서 비어있는 칸이 가장 많은 칸으로 자리를 정한다.
3. 2를 만족하는 칸도 여러 개인 경우에는 행의 번호가 가장 작은 칸으로, 그러한 칸도 여러 개이면 열의 번호가 가장 작은 칸으로 자리를 정한다.

위 조건처럼 인접한 위치에 좋아하는 학생, 비어있는 칸, 행 번호 작은, 열 번호 작은 순서대로 우선순위를 부여합니다.

소스 코드는 아래와 같습니다.

struct comp {
	bool operator()(myData a, myData b) {
		if (a.friends_size == b.friends_size) {
			if (a.blanks_size == b.blanks_size) {
				if (a.x == b.x) {
					return a.y > b.y;
				}
				else {
					return a.x > b.x;
				}
			}
			else {
				return a.blanks_size < b.blanks_size;
			}
		}
		else {
			return a.friends_size < b.friends_size;
		}
	}
};

 

전체 소스코드는 아래와 같습니다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

int N;

const int MAX = 23;
vector<int> students;
bool check[MAX * MAX][MAX * MAX];

int dirX[4] = {-1, 0, 1, 0};
int dirY[4] = {0, 1, 0, -1};

int map[MAX][MAX];

struct myData {
	int x;
	int y;
	int friends_size;
	int blanks_size;
};

struct comp {
	bool operator()(myData a, myData b) {
		if (a.friends_size == b.friends_size) {
			if (a.blanks_size == b.blanks_size) {
				if (a.x == b.x) {
					return a.y > b.y;
				}
				else {
					return a.x > b.x;
				}
			}
			else {
				return a.blanks_size < b.blanks_size;
			}
		}
		else {
			return a.friends_size < b.friends_size;
		}
	}
};

bool isInRange(int x, int y) {
	if (x >= 0 && x < N && y >= 0 && y < N) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}

int get_satisfaction() {
	int satisfaction = 0;

	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			int student_no = map[i][j];
			int friends_size = 0;

			for (int k = 0; k < 4; k++) {
				int nextX = i + dirX[k];
				int nextY = j + dirY[k];
				if (!isInRange(nextX, nextY)) continue;

				if (check[student_no][map[nextX][nextY]] == true) {
					friends_size++;
				}
			}

			if (friends_size == 1) {
				satisfaction += 1;
			}
			else if (friends_size == 2) {
				satisfaction += 10;
			}
			else if (friends_size == 3) {
				satisfaction += 100;
			}
			else if (friends_size == 4) {
				satisfaction += 1000;
			}
		}
	}
	return satisfaction;
}

int main() {
	cin >> N;

	for (int i = 0; i < N * N; i++) {
		int student_no;
		cin >> student_no;
		students.push_back(student_no);
		for (int j = 0; j < 4; j++) {
			int friend_no;
			cin >> friend_no;
			check[student_no][friend_no] = true;
		}
	}

	for (int s = 0; s < N * N; s++) {
		int student_no = students[s];
		priority_queue<myData, vector<myData>, comp> myPQ;

		for (int i = 0; i < N; i++) {
			for (int j = 0; j < N; j++) {
				if (map[i][j] != 0) continue; //자리가 비어있지 않은 경우

				int blanks_size = 0;
				int friends_size = 0;

				for (int k = 0; k < 4; k++) {
					int nextX = i + dirX[k];
					int nextY = j + dirY[k];

					if (isInRange(nextX, nextY)) {
						if (map[nextX][nextY] == 0) {
							blanks_size++;
						}
						else if (check[student_no][map[nextX][nextY]] == true) {
							friends_size++;
						}
					}
				}
				myPQ.push({i, j, friends_size, blanks_size});
			}
		}

		myData data = myPQ.top();
		map[data.x][data.y] = student_no;
	}

	cout << get_satisfaction();

	return 0;
}