[BOJ][삼성기출] 백준 14502번 - 연구소 풀이

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백준 온라인 저지 백준 14502번 - 연구소 C++ 풀이 (삼성 SW 역량테스트 기출)


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.

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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.

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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.

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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

백트래킹과 그래프 탐색이 결합된 형태의 문제이다. 완전탐색과 그래프가 결합되는 형태는 자주 출제되는 유형으로 특히 삼성이 좋아하는 유형이다.

이 문제는 2가지로 나뉘어서 풀 수 있는데 우선 첫번째로 백트래킹을 이용해 맵에 벽 3개를 세우는 모든 경우의 수를 표현할 수 있어야한다. 그 다음 각 경우마다 바이러스를 전파시킨 후 안전지역의 최댓값을 갱신해준다.

여기서 바이러스를 전파시키는 방법에도 DFS 와 BFS 라는 2가지 방법이 있는데 어떠한 방법을 쓰더라도 무관하다. 다만 이 문제에서는 최단거리와 관련된 내용이 없으므로 비교적 구현이 간단한 DFS 를 사용하는 것이 구현 시간을 다소 절약할 수 있다. 또한 같은 풀이에서 백준 채점 기준으로 DFS 를 사용한 풀이가 BFS 를 사용한 풀이보다 실행 시간이 더 짧았다.

풀이는 DFS 와 BFS 2가지를 모두 첨부한다.


전체 코드

  • DFS
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#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
using namespace std;

int N,M,ans;
int board[8][8], copied[8][8];
bool checked[8][8];
const int dy[4]={-1,1,0,0};
const int dx[4]={0,0,-1,1};

struct Point{
    int y,x;
    Point(int y, int x):y(y),x(x){}
};

vector<Point> virus;

// 안전지역 카운트
int cntZero(){
    int ret=0;
    for(int i=0;i<N;i++)
        for(int j=0;j<M;j++)
            if(copied[i][j]==0)
                ++ret;
    return ret;
}

// 좌표 유효성 검사
bool isValid(int y, int x){
    return y>=0 && x>=0 && y<N && x<M && copied[y][x]==0;
}

// DFS 탐색
void virusDFS(int y, int x){
    checked[y][x]=true;
    copied[y][x]=2;
    for(int i=0;i<4;i++){
        int ny = y+dy[i];
        int nx = x+dx[i];
        if(isValid(ny,nx) && !checked[ny][nx])
            virusDFS(ny,nx);
    }
}

// 벽 세우기 백트래킹
void setWall(int n){
    // 벽 3개를 모두 세우면 전파 시작 및 최댓값 갱신
    if(n==3){
        memset(checked,false,sizeof(checked));

        for(int i=0;i<N;i++)
            for(int j=0;j<M;j++)
                copied[i][j]=board[i][j];

        for(Point p:virus)
            virusDFS(p.y,p.x);

        ans = max(ans, cntZero());

        return;
    }
    for(int i=0;i<N;i++){
        for(int j=0;j<M;j++){
            if(board[i][j]==0){
                board[i][j]=1;
                setWall(n+1);
                board[i][j]=0;
            }
        }
    }
}

int main(){
    cin>>N>>M;
    for(int i=0;i<N;i++){
        for(int j=0;j<M;j++){
            cin>>board[i][j];
            if(board[i][j]==2)
                virus.push_back(Point(i,j));
        }
    }

    setWall(0);

    cout<<ans;

    return 0;
}


  • BFS
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#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
using namespace std;

int N,M,ans;
int board[8][8], copied[8][8];
bool checked[8][8];
const int dy[4]={-1,1,0,0};
const int dx[4]={0,0,-1,1};

struct Point{
    int y,x;
    Point(int y, int x):y(y),x(x){}
};

vector<Point> virus;

// 안전지역 카운트
int cntZero(){
    int ret=0;
    for(int i=0;i<N;i++)
        for(int j=0;j<M;j++)
            if(copied[i][j]==0)
                ++ret;
    return ret;
}

// 좌표 유효성 검사
bool isValid(int y, int x){
    return y>=0 && x>=0 && y<N && x<M && copied[y][x]==0;
}

// BFS 탐색
void virusBFS(){
    memset(checked,false,sizeof(checked));

    queue<Point> q;
    for(Point p:virus){
        checked[p.y][p.x]=true;
        q.push(Point(p.y,p.x));
    }

    for(int i=0;i<N;i++)
        for(int j=0;j<M;j++)
            copied[i][j]=board[i][j];

    while(!q.empty()){
        Point cur = q.front();
        q.pop();
        for(int i=0;i<4;i++){
            int ny = cur.y+dy[i];
            int nx = cur.x+dx[i];
            if(isValid(ny,nx) && !checked[ny][nx]){
                copied[ny][nx]=2;
                checked[ny][nx]=true;
                q.push(Point(ny,nx));
            }
        }
    }
}

// 벽 세우기 백트래킹
void setWall(int n){
    // 3개를 모두 세우면 전파 시작 및 최댓값 갱신
    if(n==3){
        virusBFS();
        ans = max(ans, cntZero());
        return;
    }
    for(int i=0;i<N;i++){
        for(int j=0;j<M;j++){
            if(board[i][j]==0){
                board[i][j]=1;
                setWall(n+1);
                board[i][j]=0;
            }
        }
    }
}

int main(){
    cin>>N>>M;
    for(int i=0;i<N;i++){
        for(int j=0;j<M;j++){
            cin>>board[i][j];
            if(board[i][j]==2)
                virus.push_back(Point(i,j));
        }
    }

    setWall(0);

    cout<<ans;

    return 0;
}
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