[백준🥇4] #14502 연구소 (Python)

https://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

✔️ Code 

from collections import deque
import copy
import sys
input = sys.stdin.readline

n, m = map(int, input().split())
graph = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1 ,1]
result = 0

def bfs():
    global result
    queue = deque()
    tmp_graph = copy.deepcopy(graph)
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if tmp_graph[i][j] == 2:
                queue.append((i, j))
    
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        
        for k in range(4):
            nx = x + dx[k]
            ny = y + dy[k]

            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m and tmp_graph[nx][ny] == 0:
                tmp_graph[nx][ny] = 2
                queue.append((nx, ny))
    
    sum = 0
    for i in range(n):
        sum += tmp_graph[i].count(0)

    result = max(result, sum)

def makeWall(cnt):
    if cnt == 3:
        bfs()
        return
    
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if graph[i][j] == 0:
                graph[i][j] = 1
                makeWall(cnt + 1)
                graph[i][j] = 0

makeWall(0)
print(result)

✏️ Comment

bfs + 백트래킹 문제

처음 풀었을 때 백트래킹을 사용해야 할 것 같다고 생각하긴 했는데, 구현하는 법을 잘 몰라서 구글링을 참고했었다.
이번에는 N과 M 문제로 살짝 연습해본 후 재도전해서 풀어봤다.

이 문제에서 중요한 부분은 2가지라고 생각한다.
1. graph를 deepcopy 해서 tmp_graph를 만들어준 뒤 탐색하는 것
2. 벽을 세워줄 때 백트래킹을 이용하는 것

백트래킹을 사용해서 벽을 하나하나 세워준다. 세워진 벽의 개수가 3개가 되면, bfs 함수를 호출해서 바이러스를 전파시키고 안전영역을 계산해준다.
이때, 실제로 입력받은 graph 배열을 사용하면 원본 값이 바뀌어서 다른 경우를 따져볼 수 없으므로, bfs 함수 내에서 deepcopy를 통해 임시 그래프를 만들어준 뒤 해당 그래프로 바이러스 전파 로직을 수행한다.

백트래킹 개념을 안다면 쉽게 풀 수 있을 것 같다. 이참에 얕은 복사와 깊은 복사의 차이를 알아두도록 하자..

https://blockdmask.tistory.com/576

[python] 파이썬 얕은복사, 깊은복사 (copy, deepcopy, [:], =) 총 정리