[백준] #17144 미세먼지 안녕!(python)

📌문제

미세먼지를 제거하기 위해 구사과는 공기청정기를 설치하려고 한다. 공기청정기의 성능을 테스트하기 위해 구사과는 집을 크기가 R×C인 격자판으로 나타냈고, 1×1 크기의 칸으로 나눴다. 구사과는 뛰어난 코딩 실력을 이용해 각 칸 (r, c)에 있는 미세먼지의 양을 실시간으로 모니터링하는 시스템을 개발했다. (r, c)는 r행 c열을 의미한다.

공기청정기는 항상 1번 열에 설치되어 있고, 크기는 두 행을 차지한다. 공기청정기가 설치되어 있지 않은 칸에는 미세먼지가 있고, (r, c)에 있는 미세먼지의 양은 Ar,c이다.

1초 동안 아래 적힌 일이 순서대로 일어난다.

1. 미세먼지가 확산된다. 확산은 미세먼지가 있는 모든 칸에서 동시에 일어난다.

   • (r, c)에 있는 미세먼지는 인접한 네 방향으로 확산된다.
   • 인접한 방향에 공기청정기가 있거나, 칸이 없으면 그 방향으로는 확산이 일어나지 않는다.
   • 확산되는 양은 Ar,c/5이고 소수점은 버린다.
   • (r, c)에 남은 미세먼지의 양은 Ar,c - (Ar,c/5)×(확산된 방향의 개수) 이다.

2. 공기청정기가 작동한다.

   • 공기청정기에서는 바람이 나온다.
   • 위쪽 공기청정기의 바람은 반시계방향으로 순환하고, 아래쪽 공기청정기의 바람은 시계방향으로 순환한다.
   • 바람이 불면 미세먼지가 바람의 방향대로 모두 한 칸씩 이동한다.
   • 공기청정기에서 부는 바람은 미세먼지가 없는 바람이고, 공기청정기로 들어간 미세먼지는 모두 정화된다.

다음은 확산의 예시이다.

왼쪽과 오른쪽에 칸이 없기 때문에, 두 방향으로만 확산이 일어났다.

인접한 네 방향으로 모두 확산이 일어난다.

공기청정기가 있는 칸으로는 확산이 일어나지 않는다.

공기청정기의 바람은 다음과 같은 방향으로 순환한다.

방의 정보가 주어졌을 때, T초가 지난 후 구사과의 방에 남아있는 미세먼지의 양을 구해보자.

입력

첫째 줄에 R, C, T (6 ≤ R, C ≤ 50, 1 ≤ T ≤ 1,000) 가 주어진다.

둘째 줄부터 R개의 줄에 Ar,c (-1 ≤ Ar,c ≤ 1,000)가 주어진다. 공기청정기가 설치된 곳은 Ar,c가 -1이고, 나머지 값은 미세먼지의 양이다. -1은 2번 위아래로 붙어져 있고, 가장 윗 행, 아랫 행과 두 칸이상 떨어져 있다.

출력

첫째 줄에 T초가 지난 후 구사과 방에 남아있는 미세먼지의 양을 출력한다.

예제 입력1

7 8 1
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 3 0 0 8
-1 0 5 0 0 0 22 0
-1 8 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 10 43 0
0 0 5 0 15 0 0 0
0 0 40 0 0 0 20 0

예제 출력1

188

예제 입력2

7 8 2
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 3 0 0 8
-1 0 5 0 0 0 22 0
-1 8 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 10 43 0
0 0 5 0 15 0 0 0
0 0 40 0 0 0 20 0

예제 출력2

188

예제 입력3

7 8 3
0 0 0 0 0 0 0 9
0 0 0 0 3 0 0 8
-1 0 5 0 0 0 22 0
-1 8 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 10 43 0
0 0 5 0 15 0 0 0
0 0 40 0 0 0 20 0

예제 출력3

186

백준 17144번 문제

💡Idea

주어진 문제를 충실하게👊 구현하여 풀어야 하는 문제입니다.

저는 구현해야 하는 과정을 총 세 부분으로 나누어 보았습니다.

1. 각 칸의 미세먼지가 인접한 네 방향으로 각 1/5씩 확산된다.
➡ 각 칸의 상하좌우 좌표를 확인하고, 존재하는 좌표의 경우 칸의 1/5만큼의 미세먼지를 더해준다. 해당 칸은 확산시킨 미세먼지의 양만큼 빼준다.
$\;$
2. 공기청정기의 윗부분을 기준으로 바람이 반시계 방향으로 순환한다.
➡ 공기청정기의 윗부분의 좌표를 기준으로 반시계 방향으로 칸들을 계속해서 복사해나간다.
$\;$
3. 공기청정기의 아랫부분을 기준으로 바람이 시계 방향으로 순환한다.
➡ 공기청정기의 아랫부분의 좌표를 기준으로 시계 방향으로 칸들을 계속해서 복사해나간다.

📍 이 때 주의할 점은, 모든 확산과 순환은 동시다발적으로 일어나기 때문에, 확산과 순환이 진행될 때 업데이트 된 값을 사용하면 안된다는 점입니다.
원래의 리스트를 복사해두고, 업데이트 이전의 값들을 사용해야 합니다.

💻코드

• 해당 코드는 pypy3으로 제출했습니다.
• ⏰ 시간 : 1604 ms / 메모리 : 146156 KB

import copy
import sys
input = sys.stdin.readline
R, C, T = map(int, input().split())
rooms = [[0] * (C + 2)] + \
        [[0] + list(map(int, input().split())) + [0] for _ in range(R)] + \
        [[0] * (C + 2)] # 1-base 2차원 리스트

machine = [] # 공기청정기의 위치 2개

for i in range(R):
    for j in range(C):
        if rooms[i][j] == -1:
            rooms[i][j] = 0
            machine.append((i, j)) # 공기청정기 위치 찾아 저장

pos = [[1, 0], [-1, 0], [0, 1], [0, -1]] # 상하좌우 위치 좌표
for _ in range(T): # T번 반복
    new_rooms = copy.deepcopy(rooms) # 기존 리스트 복사
    for i in range(1, R + 1): # 미세먼지 확산
        for j in range(1, C + 1):
            for k in range(4): # 상하좌우에 대하여 확인
                nx, ny = i + pos[k][0], j + pos[k][1]
                if 0 < nx <= R and 0 < ny <= C and (nx, ny) not in machine:
                    new_rooms[nx][ny] += rooms[i][j] // 5 # 1/5 추가
                    new_rooms[i][j] -= (rooms[i][j] // 5) # 1/5 빼기

    rooms = copy.deepcopy(new_rooms) # 순환된 상태의 리스트 복사

	# 반시계 방향 순환
    for i in range(machine[0][0] - 1, 0, -1): #위 -> 아래
        rooms[i + 1][1] = new_rooms[i][1]

    for i in range(1, C): # 오 -> 왼
        rooms[1][i] = new_rooms[1][i + 1]

    for i in range(1, machine[0][0]): # 아래 -> 위
        rooms[i][C] = new_rooms[i + 1][C]

    for i in range(C - 1, 0, -1): # 왼 -> 오
        rooms[machine[0][0]][i + 1] = new_rooms[machine[0][0]][i]

	# 시계 방향 순환
    for i in range(machine[1][0], R): # 아래 -> 위
        rooms[i][1] = new_rooms[i + 1][1]

    for i in range(1, C): # 오 -> 왼
        rooms[R][i] = new_rooms[R][i + 1]

    for i in range(R - 1, machine[1][0] - 1, -1): # 위 -> 아래
        rooms[i + 1][C] = new_rooms[i][C]

    for i in range(C - 1, 0, -1): # 왼 -> 오
        rooms[machine[1][0]][i + 1] = new_rooms[machine[1][0]][i]
	
    # 공기청정기 부분 미세먼지 정화
    rooms[machine[0][0]][machine[0][1]] = rooms[machine[1][0]][machine[1][1]] = 0

sum_value = 0
for row in rooms:
    sum_value += sum(row) # 남은 미세먼지 합 계산
print(sum_value)

📝코드 설명

1. 각 칸의 미세먼지가 인접한 네 방향으로 각 1/5씩 확산된다.

미세먼지가 동시에 확산되기 때문에, 기존의 리스트를 복제하여 값을 참조할 리스트와 값을 바꿔줄 리스트를 구분합니다.

• 값을 참조할 리스트 : rooms
• 값을 바꿔줄 리스트(확산된 상태의 리스트) : new_rooms

그리고, 각 칸을 확인하며 유효한 좌표(공기 청정기 위치가 아닌 리스트 내의 좌표)에 한해 1/5의 미세먼지를 확산시킵니다.
그리고 해당 칸의 미세먼지는 1/5 줄어듭니다.

2. 공기청정기의 윗부분을 기준으로 바람이 반시계 방향으로 순환한다.

순환된 상태의 리스트 값을 사용하되, 이번에도 값을 찹조할 리스트와 값을 실제로 바꿔줄 리스트를 구분해줍니다.

• 값을 참조할 리스트 : new_rooms
• 값을 바꿔줄 리스트(순환된 상태의 리스트) : rooms

그리고 순환 방향에 따라, 값들을 각 방향별로 복제해줍니다.

3. 공기청정기의 아랫부분을 기준으로 바람이 시계 방향으로 순환한다.

마찬가지로, 순환 방향에 따라, 값들을 각 방향별로 복제해줍니다.

순환이 끝나면, 공기청정기 위치에 존재하는 미세먼지는 0으로 바꾸어줍니다.

최종적으로 남아있는 미세먼지를 모두 합한 값을 출력하면 됩니다.