[Java] 백준 14503번 : 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 북쪽에서부터 r번째, 서쪽에서부터 c번째로 위치한 칸은 (r, c)로 나타낼 수 있다.

로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 위치를 청소한다.
2. 현재 위치에서 다음을 반복하면서 인접한 칸을 탐색한다.
   1. 현재 위치의 바로 왼쪽에 아직 청소하지 않은 빈 공간이 존재한다면, 왼쪽 방향으로 회전한 다음 한 칸을 전진하고 1번으로 돌아간다. 그렇지 않을 경우, 왼쪽 방향으로 회전한다. 이때, 왼쪽은 현재 바라보는 방향을 기준으로 한다.
   2. 1번으로 돌아가거나 후진하지 않고 2a번 단계가 연속으로 네 번 실행되었을 경우, 바로 뒤쪽이 벽이라면 작동을 멈춘다. 그렇지 않다면 한 칸 후진한다.

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.

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.

출력

로봇 청소기가 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

예제 입력 1

3 3
1 1 0
1 1 1
1 0 1
1 1 1

예제 출력 1

1

예제 입력 2

11 10
7 4 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 1 1 1 0 1
1 0 0 1 1 0 0 0 0 1
1 0 1 1 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

예제 출력 2

57

 

소스코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {

	private static BufferedReader bf;
	private static StringTokenizer st;

	private static int N, M;
	private static int[][] map;
	private static int[] dx = { -1, 0, 1, 0 };	// 북(0), 동(1), 남(2), 서(3) 순으로 방향 저장
	private static int[] dy = { 0, 1, 0, -1 };

	static class Robot {	// 로봇의 (r, c) 위치에서의 방향(dir) -> 로봇의 정보 관리
		int r, c, dir;

		public Robot(int r, int c, int dir) {
			super();
			this.r = r;
			this.c = c;
			this.dir = dir;
		}

		@Override
		public String toString() {
			return "Robot [r=" + r + ", c=" + c + ", dir=" + dir + "]";
		}

	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {

		bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		st = new StringTokenizer(bf.readLine());
		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		map = new int[N][M];

		st = new StringTokenizer(bf.readLine());
		int R = Integer.parseInt(st.nextToken());
		int C = Integer.parseInt(st.nextToken());
		int dir = Integer.parseInt(st.nextToken());
		Robot robot = new Robot(R, C, dir);

		for (int r = 0; r < N; r++) {
			st = new StringTokenizer(bf.readLine());
			for (int c = 0; c < M; c++) {
				map[r][c] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			}
		}

		clean(robot);	// 로봇 청소기의 청소 시작
        
		int cnt = cleanCnt();	// 청소를 마친 후 영역의 개수 계산
		System.out.println(cnt);
	}

	private static void clean(Robot robot) {	// 로봇 청소기의 청소 수행
		Queue<Robot> queue = new LinkedList<>();
		queue.add(robot);
		map[robot.r][robot.c] = 2;	// 현재 지점 청소

		while (!queue.isEmpty()) {
			boolean canGo = false;	// 갈 수 있는 영역이 존재하는지 여부 확인
			Robot rb = queue.poll();
			int R = rb.r;
			int C = rb.c;
			int dir = rb.dir;

			int cnt = 0;
			while (cnt < 4) {	// 4방향을 탐색
				dir--;	// 90도씩 왼쪽으로 회전
				if (dir == -1)
					dir = 3;
				int nx = R + dx[dir];
				int ny = C + dy[dir];

				if (map[nx][ny] == 0) {	// 빈 칸이면 청소하기
					map[nx][ny] = 2;
					queue.add(new Robot(nx, ny, dir));	// 이동할 영역을 큐에 넣기
					canGo = true;
					break;
				}
				cnt++;
			}
			if (cnt == 4 && !canGo) {	// 4방향 탐색 후에 청소할 영역을 발견 못 한 경우
				int nx = R - dx[rb.dir];
				int ny = C - dy[rb.dir];
				if (map[nx][ny] == 1)	// 뒷면이 벽이면 탐색을 끝내기
					return;
				else if (map[nx][ny] == 2) {	// 뒷면이 이동 가능한 영역이면 큐에 넣고 후진하기
					queue.add(new Robot(nx, ny, rb.dir));
				}
			}
		}

	}

	private static int cleanCnt() {	// 청소하는 영역(2)의 개수 구하기
		int cnt = 0;
		for (int r = 0; r < N; r++) {
			for (int c = 0; c < M; c++) {
				if (map[r][c] == 2)
					cnt++;
			}
		}
		return cnt;
	}

}

1. 현재 위치 청소

2. 반시계 90도 회전하며 청소할 영역 찾기 -> 사방탐색

3. 사방을 모두 탐색 후 청소할 영역을 찾지 못한 경우

    3-1. 뒷면이 벽이면 청소 끝

    3-2. 뒷면이 벽이 아니면 후진

 

위 과정을 통해 구현해주었습니다.