BOJ 17144 미세먼지 안녕!

https://www.acmicpc.net/problem/17144

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.

1. 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. 즉, $⌊A_{r,c}/5⌋$이다.
   • (r, c)에 남은 미세먼지의 양은 $A_{r,c} - ⌊A_{r,c}/5⌋×$(확산된 방향의 개수) 이다.
2. 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 위쪽에 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.

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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.

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출력

첫째 줄에 T초가 지난 후 구사과 방에 남아있는 미세먼지의 양을 출력한다.

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예제 입력 1

7 8 1
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 3 0 0 8
-1 0 5 0 0 0 22 0
-1 8 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 10 43 0
0 0 5 0 15 0 0 0
0 0 40 0 0 0 20 0

예제 출력 1

188

예제 입력 2

7 8 2
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 3 0 0 8
-1 0 5 0 0 0 22 0
-1 8 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 10 43 0
0 0 5 0 15 0 0 0
0 0 40 0 0 0 20 0

예제 출력 2

188

… 이하 예제 생략

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코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    // cleanerT는 공기청정기 윗부분의 좌표의 row 값, cleanerB는 공기청정기 아랫부분의 좌표의 row 값
    // maxGap은 cleanerT와 첫 행 사이의 거리, cleanerB와 마지막 행 사이의 거리 중 큰 값
    static int R, C, T, cleanerT, cleanerB, maxGap;
    static int[][] room;
    static int[][] floating; // 1초마다 최종적으로 방의 특정 칸으로 이동할 미세먼지량을 계산하기 위한 2차원 배열
    static int[] dirRow = {1, -1, 0, 0}, dirCol = {0, 0, 1, -1};

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        R = Integer.parseInt(st.nextToken());
        C = Integer.parseInt(st.nextToken());
        T = Integer.parseInt(st.nextToken());
        room = new int[R][C];
        floating = new int[R][C];
        for (int i = 0; i < R; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < C; j++) {
                room[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if(cleanerT == 0 && room[i][j] == -1) {
                    cleanerT = i;
                    cleanerB = i + 1;
                    maxGap = Integer.max(cleanerT, R - cleanerB - 1);
                }
            }
        }

        for (int i = 0; i < T; i++) {
            floatDust(); // 미세먼지 확산
            airCleaning(); // 공기청정기 가동
        }

        int answer = 0;
        for (int i = 0; i < R; i++)
            answer += Arrays.stream(room[i]).sum();
        System.out.println(answer + 2);
    }

    static void floatDust() {
        // 방의 각 칸을 순회하며 상하좌우 방향으로 이동할 미세먼지를 계산 후 floating 배열에 저장
        for (int i = 0; i < R; i++) {
            for (int j = 0; j < C; j++) {
                if(room[i][j] < 5) continue;

                int newFloat = room[i][j] / 5;
                for (int k = 0; k < dirRow.length; k++) {
                    int newRow = i + dirRow[k], newCol = j + dirCol[k];
                    boolean isInside = newRow >= 0 && newRow < R && newCol >= 0 && newCol < C;
                    if(isInside && room[newRow][newCol] != -1) {
                        floating[newRow][newCol] += newFloat;
                        room[i][j] -= newFloat;
                    }
                }
            }
        }

        // floating 배열에 저장된 미세먼지 값을 해당 칸에 더함
        for (int i = 0; i < R; i++) {
            for (int j = 0; j < C; j++) {
                room[i][j] += floating[i][j];
                floating[i][j] = 0;
            }
        }
    }

    // 바람이 부는 역 순으로 미세먼지를 이동시키고 공기청정기에서 바람이 나오는 칸은 0으로 초기화
    static void airCleaning() {
        int gap = 1;
        for (; gap < maxGap; gap++) {
            if(gap < cleanerT)
                room[cleanerT - gap][0] = room[cleanerT - gap - 1][0];
            if (cleanerB + gap < R - 1)
                room[cleanerB + gap][0] = room[cleanerB + gap + 1][0];
        }

        int i = 0;
        for (; i < C - 1; i++) {
            room[0][i] = room[0][i + 1];
            room[R - 1][i] = room[R - 1][i + 1];
        }

        for (; gap > 0; gap--) {
            if(gap <= cleanerT)
                room[cleanerT - gap][C - 1] = room[cleanerT - gap + 1][C - 1];
            if (cleanerB + gap < R)
                room[cleanerB + gap][C - 1] = room[cleanerB + gap - 1][C - 1];
        }

        for (i = C - 1; i > 1; i--) {
            room[cleanerT][i] = room[cleanerT][i - 1];
            room[cleanerB][i] = room[cleanerB][i - 1];
        }

        room[cleanerT][i] = 0;
        room[cleanerB][i] = 0;
    }
}