[Python/파이썬] 백준 16235번 나무 재테크

16235번: 나무 재테크

 

문제

부동산 투자로 억대의 돈을 번 상도는 최근 N×N 크기의 땅을 구매했다. 상도는 손쉬운 땅 관리를 위해 땅을 1×1 크기의 칸으로 나누어 놓았다. 각각의 칸은 (r, c)로 나타내며, r은 가장 위에서부터 떨어진 칸의 개수, c는 가장 왼쪽으로부터 떨어진 칸의 개수이다. r과 c는 1부터 시작한다.

상도는 전자통신공학과 출신답게 땅의 양분을 조사하는 로봇 S2D2를 만들었다. S2D2는 1×1 크기의 칸에 들어있는 양분을 조사해 상도에게 전송하고, 모든 칸에 대해서 조사를 한다. 가장 처음에 양분은 모든 칸에 5만큼 들어있다.

매일 매일 넓은 땅을 보면서 뿌듯한 하루를 보내고 있던 어느 날 이런 생각이 들었다.

나무 재테크를 하자!

나무 재테크란 작은 묘목을 구매해 어느정도 키운 후 팔아서 수익을 얻는 재테크이다. 상도는 나무 재테크로 더 큰 돈을 벌기 위해 M개의 나무를 구매해 땅에 심었다. 같은 1×1 크기의 칸에 여러 개의 나무가 심어져 있을 수도 있다.

이 나무는 사계절을 보내며, 아래와 같은 과정을 반복한다.

봄에는 나무가 자신의 나이만큼 양분을 먹고, 나이가 1 증가한다. 각각의 나무는 나무가 있는 1×1 크기의 칸에 있는 양분만 먹을 수 있다. 하나의 칸에 여러 개의 나무가 있다면, 나이가 어린 나무부터 양분을 먹는다. 만약, 땅에 양분이 부족해 자신의 나이만큼 양분을 먹을 수 없는 나무는 양분을 먹지 못하고 즉시 죽는다.

여름에는 봄에 죽은 나무가 양분으로 변하게 된다. 각각의 죽은 나무마다 나이를 2로 나눈 값이 나무가 있던 칸에 양분으로 추가된다. 소수점 아래는 버린다.

가을에는 나무가 번식한다. 번식하는 나무는 나이가 5의 배수이어야 하며, 인접한 8개의 칸에 나이가 1인 나무가 생긴다. 어떤 칸 (r, c)와 인접한 칸은 (r-1, c-1), (r-1, c), (r-1, c+1), (r, c-1), (r, c+1), (r+1, c-1), (r+1, c), (r+1, c+1) 이다. 상도의 땅을 벗어나는 칸에는 나무가 생기지 않는다.

겨울에는 S2D2가 땅을 돌아다니면서 땅에 양분을 추가한다. 각 칸에 추가되는 양분의 양은 A[r][c]이고, 입력으로 주어진다.

K년이 지난 후 상도의 땅에 살아있는 나무의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N, M, K가 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에 A배열의 값이 주어진다. r번째 줄의 c번째 값은 A[r][c]이다.

다음 M개의 줄에는 상도가 심은 나무의 정보를 나타내는 세 정수 x, y, z가 주어진다. 처음 두 개의 정수는 나무의 위치 (x, y)를 의미하고, 마지막 정수는 그 나무의 나이를 의미한다.

출력

첫째 줄에 K년이 지난 후 살아남은 나무의 수를 출력한다.

코드

시간 초과 발생한 코드

import sys
from heapq import heappush, heappop
input = sys.stdin.readline

# 봄 => 양분 먹고 나이 증가
def spring():
    alive_tree = []
    dead_trees = []
    while trees:
        z, x, y = heappop(trees)
        if z <= map_data[x][y]:
            map_data[x][y] -= z   # 나무가 나이만큼 양분 먹음
            alive_tree.append([z+1, x, y])
        else:
            dead_trees.append([z, x, y])
    for tree in alive_tree:
        heappush(trees, tree)
    # 여름 => 죽은 나무가 양분으로
    while dead_trees:
        z, x, y = dead_trees.pop()
        map_data[x][y] += (z//2)

# 가을 => 나무 번식
def autumn():
    dx = [-1, -1, -1, 0, 1, 1, 1, 0]
    dy = [-1, 0, 1, 1, 1, 0, -1, -1]
    new_tree = []
    for z, x, y in trees:
        if z % 5 == 0:
            for dir in range(8):
                nx = x + dx[dir]
                ny = y + dy[dir]
                if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                    new_tree.append([1, nx, ny])
    while new_tree:
        trees.append(new_tree.pop())

# 겨울 => s2d2가 땅에 양분 추가
def winter():
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            map_data[i][j] += s2d2[i][j]

n, m, k = map(int, input().split())
map_data = [[5]*n for _ in range(n)]    # 땅 양분 정보
# 각 칸에 추가되는 양분
s2d2 = []
for _ in range(n):
    s2d2.append(list(map(int, input().split())))
    
# 나무 정보
trees = []        # 나무 심어진 정보

for _ in range(m):
    x, y, z = map(int, input().split())
    # 나무 위치(x, y), 나무 나이 z
    heappush(trees, [z, x-1, y-1])
    
for i in range(k):
    spring()
    autumn()
    winter()        
    
print(len(trees))

pypy3로도 시간 초과가 나서 통과가 안됐다.

각 위치에서 나이가 적은 나무들부터 양분을 먹으므로 (나이, x좌표, y좌표) 이렇게 최소힙에 넣어주어서 위치에 관계없이 나이가 적은 나무들부터 뽑아서 양분을 먹게 하는 것으로 하려 했는데 예제들은 잘 돌아가지만 제출 시 시간 초과로 통과할 수 없었다.

그래서 질문게시판을 보고 deque를 사용하면 된다는 힌트를 보고 아래와 같이 수정하였다.

 

PyPy3로 통과 가능한 코드

import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline

# 봄 => 양분 먹고 나이 증가
def spring():
    for r in range(n):
        for c in range(n):
            for i in range(len(trees[r][c])):
                if map_data[r][c] >= trees[r][c][i]:
                    map_data[r][c] -= trees[r][c][i]    # 나무가 양분 먹음
                    trees[r][c][i] += 1 # 나무 나이 증가
                else:
                    # 여름 => 죽은 나무는 양분이 됨
                    for j in range(i, len(trees[r][c])):
                        map_data[r][c] += trees[r][c].pop()//2
                    break

# 가을 => 나무 번식
def autumn():
    dx = [-1, -1, -1, 0, 1, 1, 1, 0]
    dy = [-1, 0, 1, 1, 1, 0, -1, -1]
    for r in range(n):
        for c in range(n):
            for tree in trees[r][c]:
                if tree % 5 == 0:
                    for i in range(8):
                        nx = r + dx[i]
                        ny = c + dy[i]
                        if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n:
                            trees[nx][ny].appendleft(1)

# 겨울 => s2d2가 땅에 양분 추가
def winter():
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            map_data[i][j] += s2d2[i][j]

n, m, k = map(int, input().split())
map_data = [[5]*n for _ in range(n)]    # 땅 양분 정보
# 각 칸에 추가되는 양분
s2d2 = []
for _ in range(n):
    s2d2.append(list(map(int, input().split())))
    
# 나무 정보
trees = [[deque() for _ in range(n)] for _ in range(n)]
for _ in range(m):
    x, y, z = map(int, input().split())
    # 나무 위치(x, y), 나무 나이 z
    trees[x-1][y-1].append(z)
    
for i in range(k):
    spring()
    autumn()
    winter()        
    
ans = 0
for r in range(n):
    for c in range(n):
        ans += len(trees[r][c])
print(ans)

 

입력으로 주어지는 나무의 위치는 모두 다르다고 했으니 처음에는 한 위치에 한 그루의 나무만 있을 것이다. 

가을에 나무 번식을 할 때 임의의 칸에서 새로 번식한 나무가 그 옆 칸 번식을 할 때 영향을 미치면 어떡하나 했지만 생각해보니 나이가 5로 나누어 떨어지는 나무만 번식이 가능한데 새로 번식한 나무들은 나이가 1이니 걱정하지 않아도 됐었다. 새로 번식한 나무들은 무조건 나이가 1로 가장 어리기 때문에 appendleft로 deque의 가장 앞에 넣어준다.