[백준/BOJ] 14502번: 연구소

https://www.acmicpc.net/problem/14502

14502번: 연구소

문제

인체에 치명적인 바이러스를 연구하던 연구소에서 바이러스가 유출되었다. 다행히 바이러스는 아직 퍼지지 않았고, 바이러스의 확산을 막기 위해서 연구소에 벽을 세우려고 한다.

연구소는 크기가 N×M인 직사각형으로 나타낼 수 있으며, 직사각형은 1×1 크기의 정사각형으로 나누어져 있다. 연구소는 빈 칸, 벽으로 이루어져 있으며, 벽은 칸 하나를 가득 차지한다. 

일부 칸은 바이러스가 존재하며, 이 바이러스는 상하좌우로 인접한 빈 칸으로 모두 퍼져나갈 수 있다. 새로 세울 수 있는 벽의 개수는 3개이며, 꼭 3개를 세워야 한다.

예를 들어, 아래와 같이 연구소가 생긴 경우를 살펴보자.

2 0 0 0 1 1 0
0 0 1 0 1 2 0
0 1 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1
0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0

이때, 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스가 있는 곳이다. 아무런 벽을 세우지 않는다면, 바이러스는 모든 빈 칸으로 퍼져나갈 수 있다.

2행 1열, 1행 2열, 4행 6열에 벽을 세운다면 지도의 모양은 아래와 같아지게 된다.

2 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 2 0
0 1 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1 1
0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0

바이러스가 퍼진 뒤의 모습은 아래와 같아진다.

2 1 0 0 1 1 2
1 0 1 0 1 2 2
0 1 1 0 1 2 2
0 1 0 0 0 1 2
0 0 0 0 0 1 1
0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0

벽을 3개 세운 뒤, 바이러스가 퍼질 수 없는 곳을 안전 영역이라고 한다. 위의 지도에서 안전 영역의 크기는 27이다.

연구소의 지도가 주어졌을 때 얻을 수 있는 안전 영역 크기의 최댓값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 지도의 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (3 ≤ N, M ≤ 8)

둘째 줄부터 N개의 줄에 지도의 모양이 주어진다. 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스가 있는 위치이다. 2의 개수는 2보다 크거나 같고, 10보다 작거나 같은 자연수이다.

빈 칸의 개수는 3개 이상이다.

출력

첫째 줄에 얻을 수 있는 안전 영역의 최대 크기를 출력한다.

해설

dfs, bfs를 이용하여 문제를 해결하였다.

 

문제에서 고민해야 할 점은 2가지로 나눌 수 있다.

1. 벽을 어디에 세울 것인가
2. 탐색을 어떻게 할 것인가

1번부터 알아보면,

여기서 dfs를 사용하였다.

private fun buildWall(depth: Int) {
    if(depth == 3) {
        moveVirus()
        return
    }

    repeat(row) { i ->
        repeat(col) { j ->
            if(arr[i][j] == 0) {
                arr[i][j] = 1
                buildWall(depth + 1)
                arr[i][j] = 0
            }
        }
    }
}

재귀를 통해 0인 공간을 벽을 세워주고, 3개를 전부 세웠다면 탐색을 해주는 것이다.

문제를 푼 후, 다른 사람들이 푼 것을 보니 브루트 포스를 사용하여 벽을 세워주는 방법도 있었다.

 

이제 2번 부분을 보자.

벽 3개를 세웠으므로 탐색을 시작해야 한다.

여기서는 bfs를 사용한다.

 

우선 바이러스가 퍼지게 해야하므로, 원래의 배열을 복사할 배열을 만든다.

복사할 배열에서 바이러스가 퍼지게 할 것이다.

 

이제 virus의 위치를 큐에 담아준 후, 위치를 이동시키며 벽이 아니며 감염이 안된 곳이라면 감염을 시켜주면 된다.

val que: Queue<Pair<Int, Int>> = LinkedList()

repeat(row) { i ->
    repeat(col) { j ->
        if(virusArr[i][j] == 2) que.add(Pair(i, j))
    }
}

while(que.isNotEmpty()) {
    val nextPos = que.poll()

    for(i in 0 until 4) {
        val nextY = nextPos.first + dy[i]
        val nextX = nextPos.second + dx[i]

        if(nextY < 0 || nextY >= row || nextX < 0 || nextX >= col) continue
        if(virusArr[nextY][nextX] == 0) {
            virusArr[nextY][nextX] = 2
            que.add(Pair(nextY, nextX))
        }
    }
}

탐색을 마쳤다면, 안전한 공간의 개수를 세주면 된다.

 

전체적인 코드는 다음과 같다.

소스 코드

import java.util.*

private lateinit var arr: Array<IntArray>
private val dx = intArrayOf(1, -1, 0, 0)
private val dy = intArrayOf(0, 0, 1, -1)
private var row = 0
private var col = 0
private var result = 0

fun main() = with(System.`in`.bufferedReader()) {
    input()
    buildWall(0)
    println(result)
}

private fun input() {
    var st = StringTokenizer(readLine())
    row = st.nextToken().toInt()
    col = st.nextToken().toInt()

    arr = Array(row) { IntArray(col) }
    repeat(row) { i ->
        st = StringTokenizer(readLine())
        repeat(col)  { j ->
            arr[i][j] = st.nextToken().toInt()
        }
    }
}

private fun buildWall(depth: Int) {
    if(depth == 3) {
        moveVirus()
        return
    }

    repeat(row) { i ->
        repeat(col) { j ->
            if(arr[i][j] == 0) {
                arr[i][j] = 1
                buildWall(depth + 1)
                arr[i][j] = 0
            }
        }
    }
}

private fun moveVirus() {
    val virusArr = Array(row) { IntArray(col) }
    repeat(row) { i ->
        repeat(col) { j ->
            virusArr[i][j] = arr[i][j]
        }
    }

    val que: Queue<Pair<Int, Int>> = LinkedList()

    repeat(row) { i ->
        repeat(col) { j ->
            if(virusArr[i][j] == 2) que.add(Pair(i, j))
        }
    }

    while(que.isNotEmpty()) {
        val nextPos = que.poll()

        for(i in 0 until 4) {
            val nextY = nextPos.first + dy[i]
            val nextX = nextPos.second + dx[i]

            if(nextY < 0 || nextY >= row || nextX < 0 || nextX >= col) continue
            if(virusArr[nextY][nextX] == 0) {
                virusArr[nextY][nextX] = 2
                que.add(Pair(nextY, nextX))
            }
        }
    }
    safeArea(virusArr)
}

private fun safeArea(arr: Array<IntArray>) {
    var cnt = 0

    repeat(row) { i ->
        repeat(col) { j ->
            if(arr[i][j] == 0) cnt++
        }
    }

    result = maxOf(result, cnt)
}