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코딩테스트

[백준-14502번 자바/java] 연구소 _디버깅의 눈물

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

 

14502번: 연구소

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

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연구소 성공

 
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2 초 512 MB 65885 37984 20975 55.089%

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 복사

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 복사

27

예제 입력 2 복사

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 복사

9

예제 입력 3 복사

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 복사

3

 


 

 

체크 포인트

 

1. 깊이 우선 탐색(DFS) + 너비 우선 탐색(BFS)를 모두 사용하는 문제

-연구소 내 '빈칸' 부분에 3개의 '벽'을 세운 후(DFS),

-바이러스를 단계별로 퍼트린 후(BFS), 남아있는 안전 지역의 최대값을 구하는 문제

 

 

2. DFS의 매개변수로 벽의 개수를 받는다.

 

    static void DFS(int wallCount) {
    	
    	// 벽을 3개 세운 경우, 
    	if(wallCount==3) {
        	// 바이러스 살포 시작 
    		BFS();
    		return;
    	}
    	
    	// 벽을 3개 못세운 경우,
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			// 빈칸이라면, 
    			if(map[i][j]==0) {
    				// 벽을 세우고,
    				map[i][j]=1;
    				// 벽 개수 추가 후 DFS탐색 
    				DFS(wallCount+1);
    				// 벽을 다시 제거 
    				map[i][j]=0;
    			}
    			
    		}
    		
    	}
    } // end of DFS

 

-DFS의 매개변수로서 wallCount(벽의 개수)를 받고,

 

1)벽의 개수가 3개인 경우

2)3개가 아닌 경우로 나누어 로직을 구현했다.

 

-또한, DFS 탐색 중인 위치가 빈칸(0)인 경우,

 

1)벽을 세우고(1),

2)벽의 개수를 1 증가 시킨 후(해당 위치에 벽을 세운 경우의 DFS 탐색),

3)다시 벽을 허무는(0) 작업을 실시했다.

 

-이를 통해 3개의 벽을 생성하는 모든 경우의 수를 탐색했다.

 

 

 

3. 원본 지도를 복사한 copyMap의 설정(깊은 복사 vs 얕은 복사)

-원본 지도는 기존 지도 입력값에서 벽을 3개를 모두 완성한 상태이고,

-복사 지도는 원본지도에서 바이러스를 모두 퍼트린 상태이다.

 

    	// 바이러스를 살포할 복사맵 선언 
    	int[][] copyMap = map;

 

-이때, 단순히 복사지도를 위와 같이 생성한다면, 얕은 복사로 인해 원본 지도 역시 값이 변형되는 문제가 발생한다.

-따라서 깊은 복사를 통해서 구현해야 한다.

 

    	// copyMap 값 입력 및 바이러스 위치 확인 
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			copyMap[i][j] = map[i][j];
    			
    			// 바이러스라면, 큐에 넣기
    			if(copyMap[i][j]==2) {
    				Q.add(new Integer[] {i,j});
    			}
    		}
    	}

 

-2차원 배열의 깊은 복사는 위와 같이 2중 for문을 통해서 구현할 수 있다.

 

 

 

 

 

풀이

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public  class Main {
	
	// 지도 세로 크기 N, 가로 크기 M 
	static int N,M;
	// 지도 배열 
	static int[][] map;
	
	static Queue<Integer[]> Q;
	// 안전 영역의 최대 크기 
	static int max;
	
	// 바이러스 이동 경로 상,하,좌,우
	static int[] dx = {0,0,-1,1};
	static int[] dy = {1,-1,0,0};
	
	
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	
    	BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    	
    	StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
    	// 지도의 세로 크기 
    	N = Integer.parseInt(st.nextToken());
    	// 지도의 가로 크기 
    	M = Integer.parseInt(st.nextToken());
    	// 지도 배열 초기화 
    	map = new int[N][M];
    	

    	// 지도 배열 값 입력 
    	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());
    			
    		}
    	}
    	
    	/*
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			if(j==M-1) {
    				System.out.println(map[i][j] + " ");
    			}
    			else {
    				System.out.print(map[i][j] + " ");
    			}
    		}
    	}
    	*/
    	
    	// 안전 영역 최대 크기 초기화 
    	max = Integer.MIN_VALUE;
    	
    	// DFS 탐색을 통해 3개의 벽 세우기
    	DFS(0);
    			

    	System.out.println(max);
    	
    }
    
    
    static void DFS(int wallCount) {
    	
    	// 벽을 3개 세운 경우, 
    	if(wallCount==3) {
        	// 바이러스 살포 시작 
    		BFS();
    		return;
    	}
    	
    	// 벽을 3개 못세운 경우,
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			// 빈칸이라면, 
    			if(map[i][j]==0) {
    				// 벽을 세우고,
    				map[i][j]=1;
    				// 벽 개수 추가 후 DFS탐색 
    				DFS(wallCount+1);
    				// 벽을 다시 제거 
    				map[i][j]=0;
    			}
    			
    		}
    		
    	}
    } // end of DFS 
    
    
    static void BFS() {

    	// 큐 초기화 
    	Q = new LinkedList<Integer[]>();
    	// 바이러스를 살포할 복사맵 선언 
    	int[][] copyMap = new int[N][M];
    	
    	// copyMap 값 입력 및 바이러스 위치 확인 
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			copyMap[i][j] = map[i][j];
    			
    			// 바이러스라면, 큐에 넣기
    			if(copyMap[i][j]==2) {
    				Q.add(new Integer[] {i,j});
    			}
    		}
    	}
    	

    	while(!Q.isEmpty()) {
    		// 바이러스 위치 꺼내기,
    		Integer[] temp = Q.poll();
    		
    		int x = temp[0];
    		int y = temp[1];
    		
    		// 바이러스 상,하,좌,우 탐색 
    		for(int i=0; i<4; i++) {
    			int nx = x + dx[i];
    			int ny = y + dy[i];
    			
    			// 지도 내에 존재하는 위치이고, 
    			if(nx>=0 && ny>=0 && nx<N && ny<M) {
    				// 빈칸이라면,
    				if(copyMap[nx][ny]==0) {
    					// 바이러스 살포 
    					copyMap[nx][ny]=2;
    					// 새로운 nx,ny에서의 BFS탐색 단계 추가 
    					Q.add(new Integer[] {nx,ny});
    				}
    			}
    		}
    		
    		
    	} // end of while
    	
    	// 안전 지역 카운트 변수 
    	int safeCount = 0;
    	
    	// 안전 구간 탐색 
    	for(int i=0; i<N; i++) {
    		for(int j=0; j<M; j++) {
    			// 빈칸이라면,
    			if(copyMap[i][j]==0) {
    				// 빈칸 카운트 수 추가 
    				safeCount++;
    			}
    		}
    	}
    	
    	// 빈칸 총합이 기존 빈칸 총합의 최대값보다 크다면 대체 
    	if(safeCount>max) {
    		max = safeCount;
    	}
    	
    }
    

} // end of Main