[BOJ] 14502 - 연구소 JAVA

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.

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

예제 입력 2

4 6

0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 2

1 1 1 0 0 2

0 0 0 0 0 2

예제 출력 2

9

예제 입력 3

8 8

2 0 0 0 0 0 0 2

2 0 0 0 0 0 0 2

2 0 0 0 0 0 0 2

2 0 0 0 0 0 0 2

2 0 0 0 0 0 0 2

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

예제 출력 3

3

 

 

 

 

 

 

 

풀이 1. (중복 조합 모두 계산)

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

class Pair {
    int r, c;
    Pair(int r, int c) {
        this.r = r;
        this.c = c;
    }
}

public class Main {
    static int n, m, ans;
    static int[][] map;
    static int[][] temp;
    static int[][] virus;
    static int[] rArr = {-1, 1, 0, 0};
    static int[] cArr = {0, 0, -1, 1};

    public static int calculate() {
        int cnt = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(virus[i][j] == 0)
                    cnt += 1;
            }
        }
        return cnt;
    }

    public static void dfs(int dept) {
        if(dept == 3) {
            bfs();  // 바이러스 퍼뜨리기
            return;
        }

        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(temp[i][j] == 0) {
                    temp[i][j] = 1;
                    dfs(dept + 1);
                    temp[i][j] = 0;
                }
            }
        }
    }

    public static void bfs() {
        // deep copy
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            virus[i] = temp[i].clone();
        }

        // 큐 초기화
        Queue<Pair> que = new ArrayDeque<>();
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(virus[i][j] == 2) {
                    que.add(new Pair(i, j));
                }
            }
        }

        while(!que.isEmpty()) {
            Pair p = que.poll();
            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                int nr = p.r + rArr[i];
                int nc = p.c + cArr[i];
                if(-1 < nr && nr < n && -1 < nc && nc < m) {
                    if(virus[nr][nc] == 0) {
                        virus[nr][nc] = 2;
                        que.add(new Pair(nr, nc));
                    }
                }
            }
        }

        // 바이러스 확산 완료됐으면 안전 영역 계산
        int safe = calculate();
        ans = Math.max(ans, safe);
    }

    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];
        temp = new int[n][m];
        virus = 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());
            }
        }

        // 벽 3개 놓기 (백트래킹)
        // 바이러스 퍼트리기 (bfs)
        // 다 퍼뜨린 후 안전 영역 세기

        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(map[i][j] == 0) {
                    // deep copy
                    for(int k = 0; k < n; k++) {
                        temp[k] = map[k].clone();
                    }
                    temp[i][j] = 1;
                    dfs(1);
                    temp[i][j] = 0;
                }
            }
        }
        System.out.println(ans);
    }
}

 

N제한이 크지 않아서 돌아가긴 하지만 효율적이지는 못하다.

 

i, j 이중 포문을 돌며 0인 위치에 대해서 재귀를 들어가는데, 이렇게 하면 중복 조합을 제거하지 못한다.

 

 

 

 

 

풀이 2. (중복 조합 제거)

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

class Pair {
    int r, c;
    Pair(int r, int c) {
        this.r = r;
        this.c = c;
    }
}

public class Main {
    static int n, m, ans;
    static int[][] map;
    static int[][] temp;
    static int[][] virus;

    static int zeroIdx;
    static int[][] zero;
    static boolean[] zeroCheck;

    static int[] rArr = {-1, 1, 0, 0};
    static int[] cArr = {0, 0, -1, 1};

    public static int calculate() {
        int cnt = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(virus[i][j] == 0)
                    cnt += 1;
            }
        }
        return cnt;
    }

    public static void dfs(int dept, int idx) {
        if(dept == 3) {
            bfs();  // 바이러스 퍼뜨리기
            return;
        }

        for(int i = idx + 1; i < zeroIdx; i++) {
            if(!zeroCheck[i]) {
                zeroCheck[i] = true;
                temp[zero[i][0]][zero[i][1]] = 1;
                dfs(dept + 1, i);
                temp[zero[i][0]][zero[i][1]] = 0;
                zeroCheck[i] = false;
            }
        }
    }

    public static void bfs() {
        // deep copy
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            virus[i] = temp[i].clone();
        }

        // 큐 초기화
        Queue<Pair> que = new ArrayDeque<>();
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            for(int j = 0; j < m; j++) {
                if(virus[i][j] == 2) {
                    que.add(new Pair(i, j));
                }
            }
        }

        while(!que.isEmpty()) {
            Pair p = que.poll();
            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                int nr = p.r + rArr[i];
                int nc = p.c + cArr[i];
                if(-1 < nr && nr < n && -1 < nc && nc < m) {
                    if(virus[nr][nc] == 0) {
                        virus[nr][nc] = 2;
                        que.add(new Pair(nr, nc));
                    }
                }
            }
        }

        // 바이러스 확산 완료됐으면 안전 영역 계산
        int safe = calculate();
        ans = Math.max(ans, safe);
    }

    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];
        temp = new int[n][m];
        virus = new int[n][m];
        zero = new int[n*m][2];
        zeroCheck = new boolean[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] == 0) {
                    zero[zeroIdx][0] = i;
                    zero[zeroIdx++][1] = j;
                }
            }
        }

        // 벽 3개 놓기 (백트래킹)
        // 바이러스 퍼트리기 (bfs)
        // 다 퍼뜨린 후 안전 영역 세기

        for(int i = 0; i < zeroIdx; i++) {
            // deep copy
            for(int j = 0; j < n; j++) {
                temp[j] = map[j].clone();
            }

            zeroCheck[i] = true;
            temp[zero[i][0]][zero[i][1]] = 1;
            dfs(1, i);
            temp[zero[i][0]][zero[i][1]] = 0;
            zeroCheck[i] = false;
        }

        System.out.println(ans);
    }
}

 

0인 좌표를 담는 배열을 따로 만들어서 중복 조합을 제거했다.

 

아직도 메모리가 좀 많이 먹는 거 같긴 하지만 이전보다는 훨씬 낫다.