[백준] 14502 - 연구소 (java)

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

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

27

코드

import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    public static int[][] map = new int[9][9];
    public static int[][] copy_map = new int[9][9];
    public static int[][] spread_map = new int[9][9];
    public static int N, M;
    public static int[] dr = {-1, 0, 1, 0};
    public static int[] dc = {0, -1, 0, 1};
    public static int ans = 0;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 1; j <= M; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                copy_map[i][j] = map[i][j];
            }
        }

        makeWall(0);

        bw.write(ans + "\n");
        br.close();
        bw.flush();
        bw.close();
    }

    public static void makeWall(int cnt) {
        if (cnt == 3) { // 벽 3개 다 세웠을 경우
            spreadVirus();  // 바이러스 퍼뜨리기
            countZero();    // 안전 영역 카운트
            return;
        }
        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            for (int j = 1; j <= M; j++) {
                if (copy_map[i][j] == 0) {
                    copy_map[i][j] = 1;
                    makeWall(cnt + 1);
                    copy_map[i][j] = 0;
                }
            }
        }
    }

    public static void spreadVirus() {
        Queue<Point> q = new LinkedList<Point>();

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            for (int j = 1; j <= M; j++) {
                spread_map[i][j] = copy_map[i][j];
            }
        }

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            for (int j = 1; j <= M; j++) {
                if (spread_map[i][j] == 2) {
                    q.add(new Point(i, j));
                }
            }
        }

        while (!q.isEmpty()) {
            int r = q.peek().x;
            int c = q.peek().y;
            q.poll();

            for (int k = 0; k < 4; k++) {
                int next_r = r + dr[k];
                int next_c = c + dc[k];

                if (next_r > 0 && next_c > 0 && next_r <= N && next_c <= M) {
                    if (spread_map[next_r][next_c] == 0) {
                        spread_map[next_r][next_c] = 2;
                        q.add(new Point(next_r, next_c));
                    }
                }
            }
        }
    }

    public static void countZero(){
        int cnt = 0;
        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            for (int j = 1; j <= M; j++) {
                if (spread_map[i][j] == 0) {
                    cnt++;
                }
            }
        }
        ans = Math.max(ans, cnt);
    }
}

정리

• makeWall: 브루트포스 알고리즘을 이용하여 map에서 0인 곳에 벽을 세운다. 벽을 3개 세우면 spreadVirus와 countZero를 호출한다.
• spreadVirus: BFS를 이용하여 큐에 있는 바이러스를 꺼내면서 바이러스가 주변으로 퍼질 수 있는지 확인한 후, 퍼질 수 있으면 퍼뜨린다.
• countZero: 바이러스가 퍼지지 않은 곳을 카운트한다. 최댓값이라면 ans를 갱신한다.