[백준] #14502 연구소 (python)

14502번: 연구소

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 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

✔️ Code

from collections import deque
import sys

input = sys.stdin.readline

n, m = map(int, input().split())
graph = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
temp_graph = [[0] * m for _ in range(n)]

dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]

queue = deque()
result = 0
def bfs():
    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 temp_graph[nx][ny] == 0:
                queue.append((nx, ny))
                temp_graph[nx][ny] = 2

def makewall(cnt):
    if cnt == 3:
        for i in range(n):
            for j in range(m):
                temp_graph[i][j] = graph[i][j]
                if temp_graph[i][j] == 2:
                    queue.append((i, j))
        bfs()

        area = 0
        global result
        
        for i in range(n):
            area += temp_graph[i].count(0)
        
        result = max(result, area)
        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

벽을 3개씩 세울 수 있다고 하는데, 어떻게 세워야 할지 고민하다가 다른 분들의 코드를 참고했다. 벽을 세우는 알고리즘이 따로 있는 게 아니라, 완전 탐색 방식으로 모든 경우의 수를 다 따진 후 안전 영역의 크기가 가장 큰 값을 구하는 것이 해결 방법이었다. 즉, 벽을 세우기 위한 완전탐색과 바이러스를 퍼뜨리기 위한 dfs/bfs를 사용한다.

graph : 입력으로 주어지는 연구소의 상태를 저장한 배열
temp_graph : graph 배열에서 벽을 3개 세울 때마다 임시로 값들을 copy 해와서 저장하는 배열
    ⇒ 벽의 위치에 따라서 각각의 안전 영역을 구하기 위해 사용된다.
def bfs() : 바이러스의 위치와 상하좌우로 인접한 부분들을 감염시키는 함수
def makewall(cnt) : 모든 경우의 수를 따져가면서 3개의 벽을 세우는 함수
    ⇒ 이 함수 내에서 인접한 곳에 바이러스를 감염시키는 bfs() 함수를 실행하고, bfs()를 한 번 실행할 때마다 안전 영역의 크기(값이 0인 부분)를 계산해서 최댓값을 구한다. 

1. def makewall(cnt) 내에서 재귀 함수를 통해서 벽을 세울 수 있는 경우의 수를 구한다. 벽이 세워져 있지 않은 위치를 발견하면 벽을 세워주고 재귀 함수를 실행한 다음 다시 해당 위치의 벽을 허물어준다. (다른 경우도 따져봐야하므로)

2. 세운 벽의 개수가 3개가 되면 벽의 위치를 temp_graph 에 저장해 주고 bfs 함수를 수행해서 바이러스를 감염시킨다. 바이러스가 있는 위치의 상하좌우를 봤을 때, 연구소 영역을 벗어나지 않고 값이 0이라면 감염시킨다. (0 → 2)

3. bfs 함수가 수행될 때마다 감염되지 않은 영역의 크기를 구해서 최댓값을 비교하여 result 변수에 저장한다.

 

📌 재귀 함수 다시 공부하기, 삼성기출, 골드5