[백준] 14502번 연구소 자바 풀이

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2 초

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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.

풀이

3개의 벽을 세워서 얻을 수 있는 안전영역의 크기를 구하는 문제이다.

내가 생각한 풀이 과정은 아래와 같다.

1. 완전탐색을 이용하여 3개의 벽을 세운다.
2. 벽의 갯수가 3개일 경우에 초기 바이러스 위치에서부터 bfs 4방 탐색하여 바이러스를 퍼트린다.
3. 총 배열 크기에서 바이러스의 갯수와 벽의 갯수를 뺀 갯수가 안전 영역의 갯수이므로 매번 bfs 수행 시마다 안전 영역의 갯수를 비교하여 최댓값을 저장한다.

코드

package com.company.baekjoon;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class B14502 {
    static int[] dx = new int[] {-1,1,0,0};
    static int[] dy = new int[] { 0,0,-1,1};

    static int N;
    static int M;
    static int[][] graph;
    static int[][] tempGraph;
    static ArrayList<int[]> virus = new ArrayList<>();
    static int safeArea;
    static int initWallCount;
    static int initVirusCount;
    static int virusCount;
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String[] input = br.readLine().split(" ");

        N = Integer.parseInt(input[0]);
        M = Integer.parseInt(input[1]);

        graph = new int[N][M];
        tempGraph = new int[N][M];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            String[] arr = br.readLine().split(" ");
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                graph[i][j] = Integer.parseInt(arr[j]);
                if (graph[i][j] == 2) {
                    virus.add(new int[]{i, j});
                    initVirusCount++;
                } else if (graph[i][j] == 1) {
                    initWallCount++;
                }
            }
        }
        combi(0);
        System.out.println(safeArea);
    }
    static void copyGraph() {
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            System.arraycopy(graph[i],0,tempGraph[i],0,graph[i].length);
        }
    }
    public static void combi(int wallCount) {
        if (wallCount == 3) {
            // bfs 탐색
            copyGraph();
            bfs();
            int count = N*M - (initWallCount + wallCount + initVirusCount + virusCount);
            safeArea = Math.max(count, safeArea);
            virusCount = 0;
            copyGraph();
            return;
        }
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                if (graph[i][j] == 0) {
                    graph[i][j] = 1;
                    combi(wallCount+1);
                    graph[i][j] = 0;
                }
            }
        }
    }
    public static void bfs() {
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        queue.addAll(virus);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] v = queue.poll();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int cy = v[0] + dy[i];
                int cx = v[1] + dx[i];

                if (cy < 0 || cx < 0 || cy >= N || cx >= M) continue;
                if (tempGraph[cy][cx] != 0) continue;
                tempGraph[cy][cx] = 2;
                virusCount++;
                queue.add(new int[]{cy,cx});
            }
        }
    }
}