[Algorithm] 백준_연구소_14502번 (JAVA)

📝문제

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

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.

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💡풀이

 

문제 유형

구현
그래프 이론
브루트포스 알고리즘
그래프 탐색
너비 우선 탐색
격자 그래프

 

걸린 시간

45분

 

시간 복잡도

O((N×M)3×N×M)

 

풀이 방법 도출

1. 연구소의 모든 빈 칸에 벽 세개를 세우는 모든 경우의 수를 찾는다. (dfs)
2. 벽 세개가 세워지면 현재 연구소의 바이러스 위치를 큐에 담는다. (bfs)
3. 바이러스가 퍼지므로 큐에서 꺼낸 바이러스의 위치를 기준으로 상하좌우 빈칸인 경우 방문처리해준다.
   1. 이후 방문처리 한 위치도 큐에 넣어주고 반복한다.
4. 큐에서 모든 바이러스 위치를 꺼내고 나면 연구소에서 방문처리 안 되어있으면서 빈칸인 경우가 안전영역이 되므로, 개수를 세어준다.

import java.util.*;
import java.io.*;
class Main{
    static int answer;
    static int[] dx = {0,1,0,-1};
    static int[] dy = {1,0,-1,0};
    static int N, M;
    static int[][] map;
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());

        map = new int[N][M];

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

        dfs(0);

        System.out.println(answer);
    }
    public static void dfs(int depth){
        if(depth == 3){
            answer = Math.max(answer, bfs());
            return;
        }
        for(int i = 0; i < N; i++){
            for(int j = 0; j < M; j++){
                if(map[i][j] == 0){
                    map[i][j] = 1;
                    dfs(depth+1);
                    map[i][j] = 0;
                }
            }
        }
    }
    public static int bfs(){
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        boolean[][] visited = new boolean[N][M];

        for(int i = 0; i < N; i++){
            for(int j =0 ; j < M; j++){
                if(map[i][j] == 2){
                    queue.add(new int[]{i,j});
                }
            }
        }

        while(!queue.isEmpty()){
            int[] now = queue.poll();
            int x = now[0];
            int y = now[1];

            for(int i = 0; i < 4; i++){
                int nx = x + dx[i];
                int ny = y + dy[i];

                if(nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < M){
                    if(!visited[nx][ny] && map[nx][ny] == 0){
                        visited[nx][ny] = true;
                        queue.add(new int[]{nx,ny});
                    }
                }
            }
        }

        int cnt = 0;

        for(int i = 0; i < N; i++){
            for(int j = 0; j < M; j++){
                if(!visited[i][j] && map[i][j] == 0){
                    cnt++;
                }
            }
        }

        return cnt;
    }
}

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🤔Review

다른 풀이들에서는 바이러스 확산을 구현하기 위해 배열 하나를 더 만들어 처리해주었는데,

나는 굳이 배열 하나를 만들기보단 바이러스가 확산되는 자리를 방문 처리 해주었다. 

각자 맞는 방법으로 풀면 될 거 같다.