[코딩 테스트] 연구소

문제 출처

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.

 

문제 풀이 생각 과정

• 먼저 벽을 3개 세우는 과정에서 백트래킹을 써서 3개일때까지만 벽을 세우도록 해야겠다.
  • 그러면 가장 최악의 경우 8*8의 행렬에서 바이러스가 2개일 경우, 62 C 3 의 경우의 수를 다 봐야한다
  • 그래서 어떻게 하면 pruning을 할 수 있을 지에 대해 고민을 하였음
• 벽을 3개 다 세웠으면, 바이러스를 퍼트린다.
  • 이 과정에서는 BFS를 수행하면서, 노드를 방문할 때(바이러스가 감염될때)마다 안전지대를 줄여주면 된다.
• 기존의 최대 안전지대값과 비교해서 더 크면 업데이트해준다.
• 최대값을 반환

 

이 과정에서 저 회색부분에서 시간을 많이썼다.

그치만, 이 문제는 최대가 8*8의 행렬일 경우여서, 모든 경우의 수를 조사해도 괜찮은 문제였다.

그래서 pruning을 찾기도 힘들었고, 안 찾아도 됐던 부분(?)인 것 같다.

 

여기서 드는 의문점은 그러면 백트래킹이랑 BFS랑 다른 점은 무엇일까? 라는 생각을 가지게 되었다.

 

이 부분에 대해서는 다음 포스팅에서 다루어 보도록 하여야겠다.

 

코드

 

package 백준;
import java.util.*;
import java.io.*;

public class Solution14502 {
    private static int[] dn = {0,0,-1,1};
    private static int[] dm = {-1,1,0,0};
    private static int N;
    private static int M;
    private static int[][] map;
    private static int max;
    private static ArrayList<Node> virus=new ArrayList<>();
    private static ArrayList<Node> safeZone=new ArrayList<>();


    private static class Node{
        int n,m;
        public Node(int n, int m){
            this.n = n;
            this.m = m;
        }
    }

    public static void main(String[] args)throws IOException{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String[] input = br.readLine().split(" ");

        //입력값 받기
        N = Integer.parseInt(input[0]);
        M = Integer.parseInt(input[1]);
        map = new int[N][M];

        for(int i=0;i<N;i++){
            String[] in = br.readLine().split(" ");
            map[i] = Arrays.stream(in).mapToInt(Integer::parseInt).toArray();
        }

        max = 0;  //최대값을 그냥 맵의 가로 세로 곱해서 넣어줌.


        findVirus();
        buildWall(0,0);
        System.out.println(max);

    }

    private static void findVirus(){
        for(int i=0; i<N ;i++){
            for(int j=0 ; j<M ; j++){
                if(map[i][j]==2) virus.add(new Node(i,j));;
                if(map[i][j]==0) safeZone.add(new Node(i,j));
            }
        }
    }

    private static void buildWall(int count,int start){
        if(count==3){
            max=Math.max(virusSpread(),max);
            return;
        }
        for (int i = start; i < safeZone.size(); i++) {
            Node node = safeZone.get(i);
            map[node.n][node.m] = 1; // 벽 세우기
            buildWall(count + 1, i + 1); // 다음 벽 세우기
            map[node.n][node.m] = 0; // 되돌리기
        }
    }



    private static int virusSpread(){  //bfs를 써서 바이러스를 퍼뜨려줌
        boolean[][] visited = new boolean[N][M];
        int safe = safeZone.size()-3;

        ArrayDeque<Node> queue= new ArrayDeque<>(virus);
        while (!queue.isEmpty()) {
            Node now = queue.poll();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nn = now.n + dn[i];
                int mm = now.m + dm[i];
                if (nn < 0 || mm < 0 || nn >= N || mm >= M) {   //가장자리 범위를 넘을 경우
                    continue;
                }
                if (map[nn][mm] == 2 || map[nn][mm] == 1 || visited[nn][mm]) { //벽이거나 이미 감염됐을 경우 pass
                    continue;
                }

                safe--;
                visited[nn][mm]=true;
                queue.add(new Node(nn, mm));
            }
        }
        return safe;
    }



}