알고리즘 스터디 32일차

창고지기·2025년 7월 25일
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알고리즘스터디

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1. 암호 만들기

1) 문제

문제 설명
바로 어제 최백준 조교가 방 열쇠를 주머니에 넣은 채 깜빡하고 서울로 가 버리는 황당한 상황에 직면한 조교들은, 702호에 새로운 보안 시스템을 설치하기로 하였다. 이 보안 시스템은 열쇠가 아닌 암호로 동작하게 되어 있는 시스템이다.

암호는 서로 다른 L개의 알파벳 소문자들로 구성되며 최소 한 개의 모음(a, e, i, o, u)과 최소 두 개의 자음으로 구성되어 있다고 알려져 있다. 또한 정렬된 문자열을 선호하는 조교들의 성향으로 미루어 보아 암호를 이루는 알파벳이 암호에서 증가하는 순서로 배열되었을 것이라고 추측된다. 즉, abc는 가능성이 있는 암호이지만 bac는 그렇지 않다.

새 보안 시스템에서 조교들이 암호로 사용했을 법한 문자의 종류는 C가지가 있다고 한다. 이 알파벳을 입수한 민식, 영식 형제는 조교들의 방에 침투하기 위해 암호를 추측해 보려고 한다. C개의 문자들이 모두 주어졌을 때, 가능성 있는 암호들을 모두 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력
첫째 줄에 두 정수 L, C가 주어진다. (3 ≤ L ≤ C ≤ 15) 다음 줄에는 C개의 문자들이 공백으로 구분되어 주어진다. 주어지는 문자들은 알파벳 소문자이며, 중복되는 것은 없다.

출력
각 줄에 하나씩, 사전식으로 가능성 있는 암호를 모두 출력한다.


2) 문제 분석 및 풀이

1) 설계, 분석

2) 풀이

#include <string>
#include <vector>
#include <climits>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

int L,C;
string cList = "";
string vowels ="aeiou";
vector<int> cListVisited;
int vowelCnt = 0;

bool isVowel(char c)
{
    if (find(vowels.begin(), vowels.end(), c) != vowels.end()) return true;
    return false;
}

void dfs(int index, string password, int ccnt, int vcnt)
{
    if (password.size() == L)
    {
        if (ccnt < 2) return;
        if (vcnt < 1) return;

        cout << password << '\n';
        return;
    }

    for (int i = index; i<cList.size(); i++)
    {
        if (cListVisited[i]) continue;
        if (*(password.end()-1) > cList[i]) continue;
        cListVisited[i] = true;
        if (isVowel(cList[i])) 
            dfs(index + 1, password + cList[i], ccnt, vcnt+1);
        else
            dfs(index + 1, password + cList[i], ccnt+1, vcnt);
        cListVisited[i] = false;
    }
}

int main()
{
    cin >> L >> C;

    while(C--)
    {
        char temp;
        cin>>temp;
        cList += temp;
    }

    sort(cList.begin(), cList.end());
    cListVisited.resize(cList.size(),false);
    dfs(0, "", 0, 0);
    return 0;
}

2.. 감시

1) 문제

문제 설명
CCTV는 CCTV를 통과할 수 있다. 아래 예시를 보자.

0 0 2 0 3
0 6 0 0 0
0 0 6 6 0
0 0 0 0 0
위와 같은 경우에 2의 방향이 ↕ 3의 방향이 ←와 ↓인 경우 감시받는 영역은 다음과 같다.

# # 2 # 3
0 6 # 0 #
0 0 6 6 #
0 0 0 0 #
사무실의 크기와 상태, 그리고 CCTV의 정보가 주어졌을 때, CCTV의 방향을 적절히 정해서, 사각 지대의 최소 크기를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력
첫째 줄에 사무실의 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (1 ≤ N, M ≤ 8)

둘째 줄부터 N개의 줄에는 사무실 각 칸의 정보가 주어진다. 0은 빈 칸, 6은 벽, 1~5는 CCTV를 나타내고, 문제에서 설명한 CCTV의 종류이다.

CCTV의 최대 개수는 8개를 넘지 않는다.

출력
첫째 줄에 사각 지대의 최소 크기를 출력한다.


2) 문제 분석 및 풀이

1) 설계, 분석

2) 풀이

#include <string>
#include <vector>
#include <climits>
#include <iostream>
using namespace std;

struct CCTV
{
    int _x;
    int _y;
    int _type;
    vector<pair<int,int>> rotVec;
};

int N,M;
int cnt = 0;
int answer = INT_MAX;

vector<CCTV> cctvVec;
vector<vector<int>> board;
vector<int> rotCntVec = {0,4,2,4,4,1};
vector<vector<pair<int,int>>> rotVecs = {
    {},
    {{0, 1}}, 
    {{0, 1}, {0, -1}}, 
    {{0, 1}, {-1, 0}},
    {{0, 1}, {0, -1}, {-1, 0}},
    {{0, 1}, {0, -1}, {-1, 0}, {1, 0}},
};

int CalcBlindSpot(int index, vector<vector<int>> inboard)
{
    int res = cnt;

    for (int i =0; i < cctvVec.size(); i++)
    {
        auto current_cctv = cctvVec[i];
        for (int j=0; j<current_cctv.rotVec.size(); j++)
        {
            int x = current_cctv._x;
            int y = current_cctv._y;
            while (true)
            {
                int nx = x + current_cctv.rotVec[j].first;
                int ny = y + current_cctv.rotVec[j].second;

                if (nx < 0 || nx >= N) break;
                if (ny < 0 || ny >= M) break;
                if (inboard[nx][ny] == 6)break;
                if (inboard[nx][ny] == 0)
                {
                    inboard[nx][ny] = -1;
                    res--;
                }

                x = nx;
                y = ny;
            }
        }
    }

    return res;
}

void RotateVec(CCTV& ctv, int cnt)
{
    if (cnt == 0) return;

    int clockwise = cnt > 0 ? 0 : 1;

    for (int i=0; i<abs(cnt); i++)
    {
        for (int j = 0; j < ctv.rotVec.size(); j++)
        {
            int x = ctv.rotVec[j].first;
            int y = ctv.rotVec[j].second;
            if (cnt > 0) 
            {
                // 시계 방향 90도
                ctv.rotVec[j].first = y;
                ctv.rotVec[j].second = -x;
            } 
            else 
            {
                // 반시계 방향 90도
                ctv.rotVec[j].first = -y;
                ctv.rotVec[j].second = x;
            }
        }
    }
}

void dfs(int index)
{
    if (index == cctvVec.size())
    {
        int res = CalcBlindSpot(index, board);
        answer = min(res, answer);
        return;
    }

    CCTV& ctv = cctvVec[index];

    for (int i = 0; i < rotCntVec[ctv._type]; i++)
    {
        RotateVec(ctv, i);
        dfs(index + 1);
        RotateVec(ctv, i * -1);
    }
}

int main()
{
    cin >> N >> M;
    board.resize(N, vector<int>(M));

    for (int i=0; i<N; i++)
    {
        for (int j=0; j<M; j++)
        {
            int val;
            cin >> val;
            board[i][j] = val;
            if (val == 0) cnt++;
            if (1 <= val && val <= 5) cctvVec.push_back({i,j,val,rotVecs[val]});
        }
    }

    dfs(0);
    cout << answer << '\n';
    return 0;
}

3. 연구소

1) 문제

문제 설명
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.

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.


2) 문제 분석 및 풀이

1) 설계, 분석

2) 풀이

#include <string>
#include <vector>
#include <climits>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

struct Cell
{
    int _x;
    int _y;
    int _type;
};

int N,M;
int cnt = 0;
int wallCNT = 3;
int answer = INT_MIN;
vector<vector<int>> board;
vector<Cell> virusVec;
vector<Cell> emptyVec;

int dx[4] = {0,1,0,-1};
int dy[4] = {1,0,-1,0};

bool CanGo(int x, int y, vector<vector<int>>& inboard)
{
    if ( x < 0 || x >= N ) return false;
    if ( y < 0 || y >= M ) return false;
    if ( inboard[x][y] != 0) return false;

    return true;
}

void runBFS(std::vector<std::vector<int>> boardCopy, int& remainingEmptyCells)
{
    std::queue<Cell> q;

    // 모든 초기 바이러스 위치에서 BFS 시작
    for (const auto& virus : virusVec) 
    {
        q.push(virus);
    }

    while (!q.empty())
    {
        Cell current = q.front();
        q.pop();

        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            int nx = current._x + dx[i];
            int ny = current._y + dy[i];

            // 이동할 수 있는 곳이라면 (빈칸 0인 곳)
            if (CanGo(nx, ny, boardCopy))
            {
                boardCopy[nx][ny] = 2; // 바이러스 감염
                remainingEmptyCells--; // 안전 영역 감소
                q.push({nx, ny});
            }
        }
    }
}
void dfs()
{
    vector<bool> v(emptyVec.size() - wallCNT, false);
	v.insert(v.end(), wallCNT, true);
	do {
        // 빈칸중에서 벽을 세울 3개 뽑기
        vector<Cell> currentCombination;
		for (int i = 0; i < emptyVec.size(); i++) 
        {
			if (v[i]) currentCombination.push_back(emptyVec[i]);
		}
        // 3개 위치에 벽 세우기
        for (int i=0; i<3; i++)
        {
            int x = currentCombination[i]._x;
            int y = currentCombination[i]._y;
            board[x][y] = 1;
            cnt--;
        }

        // 각 바이러스에 대해서 bfs하기
        int res = cnt;
        runBFS(board, res);
        answer = max(answer, res);

        // 원상복구 하기
        for (int i=0; i<3; i++)
        {
            int x = currentCombination[i]._x;
            int y = currentCombination[i]._y;
            board[x][y] = 0;
            cnt++;
        }
	} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
}

int main()
{
    cin >> N >> M;
    board.resize(N,vector<int>(M));
    for (int i=0; i<N;i++)
    {
        for (int j=0; j<M; j++)
        {
            int val;
            cin >> val;
            board[i][j] = val;
            if (val == 2)
                virusVec.push_back({i,j,2});
            else if (val == 0)
            {
                emptyVec.push_back({i,j,0});
                cnt++;
            }
        }
    }

    dfs();

    cout << answer << "\n";
    return 0;
}

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일단 창고에 넣어놓으면 언젠가는 쓰겠지

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