🧩 Baekjoon 14503 - 로봇 청소기

문제

로봇 청소기와 방의 상태가 주어졌을 때, 청소하는 영역의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.
로봇 청소기가 있는 방은 N × M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 1 × 1 크기의 정사각형 칸으로 나누어져 있다.
각각의 칸은 벽 또는 빈 칸이다. 청소기는 바라보는 방향이 있으며, 이 방향은 동, 서, 남, 북 중 하나이다.
방의 각 칸은 좌표 (r, c)로 나타낼 수 있고, 가장 북쪽 줄의 가장 서쪽 칸의 좌표가 (0, 0), 가장 남쪽 줄의 가장 동쪽 칸의 좌표가 (N-1, M-1)이다.
즉, 좌표 (r, c)는 북쪽에서 (r+1)번째에 있는 줄의 서쪽에서 (c+1)번째 칸을 가리킨다.
처음에 빈 칸은 전부 청소되지 않은 상태이다.
로봇 청소기는 다음과 같이 작동한다.

1. 현재 칸이 아직 청소되지 않은 경우, 현재 칸을 청소한다.
2. 현재 칸의 주변 4칸 중 청소되지 않은 빈 칸이 없는 경우,
    1. 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진할 수 있다면 한 칸 후진하고 1번으로 돌아간다.
    2. 바라보는 방향의 뒤쪽 칸이 벽이라 후진할 수 없다면 작동을 멈춘다.
3. 현재 칸의 주변 4칸 중 청소되지 않은 빈 칸이 있는 경우,
    1. 반시계 방향으로 90도 회전한다.
    2. 바라보는 방향을 기준으로 앞쪽 칸이 청소되지 않은 빈 칸인 경우 한 칸 전진한다.
    3. 1번으로 돌아간다.

입력

첫째 줄에 방의 크기 N과 M이 입력된다. (3 ≤ N, M ≤ 50)
둘째 줄에 처음에 로봇 청소기가 있는 칸의 좌표 (r, c)와 처음에 로봇 청소기가 바라보는 방향 d가 입력된다.
d가 0인 경우 북쪽, 1인 경우 동쪽, 2인 경우 남쪽, 3인 경우 서쪽을 바라보고 있는 것이다.

셋째 줄부터 N개의 줄에 각 장소의 상태를 나타내는 N × M개의 값이 한 줄에 M개씩 입력된다.
i번째 줄의 j번째 값은 칸 (i, j)의 상태를 나타내며, 이 값이 0인 경우 (i, j)가 청소되지 않은 빈 칸이고, 1인 경우 (i, j)에 벽이 있는 것이다.
방의 가장 북쪽, 가장 남쪽, 가장 서쪽, 가장 동쪽 줄 중 하나 이상에 위치한 모든 칸에는 벽이 있다.
로봇 청소기가 있는 칸은 항상 빈 칸이다.

출력

로봇 청소기가 작동을 시작한 후 작동을 멈출 때까지 청소하는 칸의 개수를 출력한다.

예제

✅ 입력 1

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

✅ 출력 1

1

✅ 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

✅ 출력 2

57

작성 코드

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.util.StringTokenizer;  
  
public class Main {  
	private static int[][] room;  
	private static int cleanedAreaCount;  
	private static boolean isActive;  
	private static int r;  
	private static int c;  
	private static int d;  
  
	public static void main(String[] args) throws IOException {  
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
		StringTokenizer st1 = new StringTokenizer(br.readLine());  
		StringTokenizer st2 = new StringTokenizer(br.readLine());  
		
		int n = Integer.parseInt(st1.nextToken()); /* 행 개수 */        
		int m = Integer.parseInt(st1.nextToken()); /* 열 개수 */  
		r = Integer.parseInt(st2.nextToken()); /* 위치: 현재 X 좌표 */        
		c = Integer.parseInt(st2.nextToken()); /* 위치: 현재 Y 좌표 */        
		d = Integer.parseInt(st2.nextToken()); /* 방향: 북동남서(0, 1, 2, 3) */  
		cleanedAreaCount = 0;  
		isActive = true;  
		
		initRoom(n, m, br);  
		operateRobot();  
		
		System.out.println(cleanedAreaCount);  
	}  
	
	private static void initRoom(int n, int m, BufferedReader br) throws IOException {  
		room = new int[n][m];  
		
		for (int i = 0; i < n; i++) {  
			StringTokenizer st3 = new StringTokenizer(br.readLine());  
			for (int j = 0; j < m; j++) room[i][j] = Integer.parseInt(st3.nextToken());  
		}  
	}  
	
	private static void operateRobot() {  
		while (isActive) {  
			// 1. 현재 칸이 아직 청소되지 않은 경우, 현재 칸을 청소한다.  
			if (!isCleaned()) cleanArea();  
			
			if (isCleanedFourAdjacentDirections()) {  
				// 2. 현재 칸의 주변 4칸 중 청소되지 않은 빈 칸이 없는 경우,  
				if (canMoveBackward()) {  
					// 2-1. 바라보는 방향을 유지한 채로 한 칸 후진할 수 있다면 한 칸 후진하고 1번으로 돌아간다.  
					moveBackward();  
				} else {  
					// 2-2. 바라보는 방향의 뒤쪽 칸이 벽이라 후진할 수 없다면 작동을 멈춘다.  
					isActive = !isActive;  
				}  
			} else {  
				// 3. 현재 칸의 주변 4칸 중 청소되지 않은 빈 칸이 있는 경우,  
				changeDirection();  
				if (canMoveForward()) moveForward();  
			}  
		}  
	}  
	
	private static boolean isInRange(int r, int c) {  
		return r >= 0 && r < room.length && c >= 0 && c < room[0].length;  
	}  
	
	private static boolean isEmptyAndNotCleaned(int r, int c) {  
		return isInRange(r, c) && room[r][c] == 0;  
	}  
	
	private static boolean isWall(int r, int c) {  
		return !isInRange(r, c) || room[r][c] == 1;  
	}  
	
	private static boolean isCleaned() {  
		return room[r][c] == 2;  
	}  
	
	private static boolean isCleanedFourAdjacentDirections() {  
		return (!isEmptyAndNotCleaned(r - 1, c))  
				&& (!isEmptyAndNotCleaned(r + 1, c))  
				&& (!isEmptyAndNotCleaned(r, c - 1))  
				&& (!isEmptyAndNotCleaned(r, c + 1));  
	}  
	
	private static boolean canMoveForward() {  
		switch (d) {  
			case 0: return isEmptyAndNotCleaned(r - 1, c);  
			case 1: return isEmptyAndNotCleaned(r, c + 1);  
			case 2: return isEmptyAndNotCleaned(r + 1, c);  
			case 3: return isEmptyAndNotCleaned(r, c - 1);  
			default: throw new IllegalStateException("예외가 발생했습니다.");  
		}  
	}  
	
	private static boolean canMoveBackward() {  
		switch (d) {  
			case 0: return !isWall(r + 1, c);  
			case 1: return !isWall(r, c - 1);  
			case 2: return !isWall(r - 1, c);  
			case 3: return !isWall(r, c + 1);  
			default: throw new IllegalStateException("예외가 발생했습니다.");  
		}  
	}  
	
	private static void cleanArea() {  
		room[r][c] = 2;  
		cleanedAreaCount++;  
	}  
	
	private static void changeDirection() {  
		d = (d + 3) % 4;  
	}  
	
	private static void moveForward() {  
		int nextR = r, nextC = c;  
		
		switch (d) {  
			case 0: nextR--; break;  
			case 1: nextC++; break;  
			case 2: nextR++; break;  
			case 3: nextC--; break;  
			default: throw new IllegalStateException("예외가 발생했습니다.");  
		}  
		
		if (isInRange(nextR, nextC) && room[nextR][nextC] == 0) {  
			r = nextR;  
			c = nextC;  
		}  
	}  
	
	private static void moveBackward() {  
		int nextR = r, nextC = c;  
		
		switch (d) {  
			case 0: nextR++; break;  
			case 1: nextC--; break;  
			case 2: nextR--; break;  
			case 3: nextC++; break;  
			default: throw new IllegalStateException("예외가 발생했습니다.");  
		}  
		
		if (isInRange(nextR, nextC) && !isWall(nextR, nextC)) {  
			r = nextR;  
			c = nextC;  
		} else {  
			isActive = false;  
		}  
	}  
}

• ArrayIndexOutOfBoundsException 예외를 신경쓰며 풀었다.