백준 14502 연구소 (java)
title : “백준 14502 연구소 (java)”
Problem 14502
연구소
그래프 이론, 브루트포스 알고리즘, 그래프 탐색, 너비 우선 탐색
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.
예제 입력 1
7 7
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
예제 출력 1
27
solve
- 우리는 3개의 벽을 추가로 둬야한다.
- 이 때 벽은 1, 2, 3을 두나 1, 3, 2를 두나 같으므로 조합을 통해 찾으면 되겠다고 생각했다.
- 조합으로 벽을 3개 새로 설치했다면 현재 바이러스을 확산시킨다.
- 이 때는 bfs를 통해서 확산시켜주었다.
- 맵을 매번 복사하게되면 시간이 더 길어질 것 같아 비교적 적은 양인 바이러스를 복사해주었다.
- 이 때 boolean형 배열인 visited를 통해 바이러스확산 유무를 확인했다.
- 바이러스를 확산시켰다면 (전체 맵의 크기 - 바이러스의 수 - 기존 벽의 개수 - 3)을 해준다.
- 이때 3을 빼주는 이유는 우리는 벽을 추가로 3개 설치했기 때문이다.
code
package week3;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;
public class boj14502 {
static class Position{
int x;
int y;
Position(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
static int N, M;
static int[][] map;
static ArrayList<Position> virus = new ArrayList<Position>();
static ArrayList<Position> noWall = new ArrayList<Position>();
static int max = Integer.MIN_VALUE;
static int[][] dist = {
{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}
};
static int wallCnt = 0;
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());
if(map[i][j] == 2) {
//초기 바이러스의 좌표 저장.
virus.add(new Position(i, j));
} else if(map[i][j] == 0) {
//벽이 없는경우 그 좌표를 저장
noWall.add(new Position(i, j));
} else {
//기존 벽의 개수
wallCnt++;
}
}
}
//조합을 통해 벽을 3개 둔다.
setWall(0, 0);
System.out.println(max);
}
private static void setWall(int start, int cnt) {
if(cnt == 3) {
//벽을 3개 뒀다면 bfs를 통해 바이러스를 확산시킨다.
int count = setInfected();
max = Math.max(count, max);
return;
}
for(int i=start; i<noWall.size(); i++) {
Position pos = noWall.get(i);
map[pos.x][pos.y] = 1;
setWall(i+1, cnt+1);
map[pos.x][pos.y] = 0;
}
}
private static int setInfected() {
Queue<Position> q = new LinkedList<>();
//초기 바이러스 큐에 입력
for(int i=0; i<virus.size(); i++) {
q.add(virus.get(i));
}
boolean[][] visited = new boolean[N][M];
while(!q.isEmpty()) {
Position p = q.poll();
visited[p.x][p.y] = true;
for(int i=0; i<4; i++) {
int nx = p.x + dist[i][0];
int ny = p.y + dist[i][1];
//범위를 벗어난다 or 벽이다 or 이미 바이러스가 전염돼있다 or 방문한적이있다
if(!isIn(nx, ny) || map[nx][ny] == 1 || map[nx][ny] == 2 || visited[nx][ny]) continue;
q.add(new Position(nx, ny));
}
}
int cnt = 0;
for(int i=0; i<N; i++) {
for(int j=0; j<M; j++) {
// 방문한적있다 = 바이러스에 감염돼있다.
if(visited[i][j]) cnt++;
}
}
// 안전한 수는 전체 맵의 크기 - 바이러스 - (초기 벽 개수 + 3)
return N*M - cnt - (wallCnt + 3);
}
private static boolean isIn(int x, int y) {
return 0<=x && x<N && 0<=y && y<M;
}
}