[Python] 백준 2573 빙산 (BFS)

선주·2022년 2월 23일
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📌 문제

지구 온난화로 인하여 북극의 빙산이 녹고 있다. 빙산을 그림 1과 같이 2차원 배열에 표시한다고 하자. 빙산의 각 부분별 높이 정보는 배열의 각 칸에 양의 정수로 저장된다. 빙산 이외의 바다에 해당되는 칸에는 0이 저장된다. 그림 1에서 빈칸은 모두 0으로 채워져 있다고 생각한다.

빙산의 높이는 바닷물에 많이 접해있는 부분에서 더 빨리 줄어들기 때문에, 배열에서 빙산의 각 부분에 해당되는 칸에 있는 높이는 일년마다 그 칸에 동서남북 네 방향으로 붙어있는 0이 저장된 칸의 개수만큼 줄어든다. 단, 각 칸에 저장된 높이는 0보다 더 줄어들지 않는다. 바닷물은 호수처럼 빙산에 둘러싸여 있을 수도 있다. 따라서 그림 1의 빙산은 일년후에 그림 2와 같이 변형된다.

그림 3은 그림 1의 빙산이 2년 후에 변한 모습을 보여준다. 2차원 배열에서 동서남북 방향으로 붙어있는 칸들은 서로 연결되어 있다고 말한다. 따라서 그림 2의 빙산은 한 덩어리이지만, 그림 3의 빙산은 세 덩어리로 분리되어 있다.

한 덩어리의 빙산이 주어질 때, 이 빙산이 두 덩어리 이상으로 분리되는 최초의 시간(년)을 구하는 프로그램을 작성하시오. 그림 1의 빙산에 대해서는 2가 답이다. 만일 전부 다 녹을 때까지 두 덩어리 이상으로 분리되지 않으면 프로그램은 0을 출력한다.

입력

첫 줄에는 이차원 배열의 행의 개수와 열의 개수를 나타내는 두 정수 N과 M이 한 개의 빈칸을 사이에 두고 주어진다. N과 M은 3 이상 300 이하이다. 그 다음 N개의 줄에는 각 줄마다 배열의 각 행을 나타내는 M개의 정수가 한 개의 빈 칸을 사이에 두고 주어진다. 각 칸에 들어가는 값은 0 이상 10 이하이다. 배열에서 빙산이 차지하는 칸의 개수, 즉, 1 이상의 정수가 들어가는 칸의 개수는 10,000 개 이하이다. 배열의 첫 번째 행과 열, 마지막 행과 열에는 항상 0으로 채워진다.

출력

첫 줄에 빙산이 분리되는 최초의 시간(년)을 출력한다. 만일 빙산이 다 녹을 때까지 분리되지 않으면 0을 출력한다.

예제 입력 1

5 7
0 0 0 0 0 0 0
0 2 4 5 3 0 0
0 3 0 2 5 2 0
0 7 6 2 4 0 0
0 0 0 0 0 0 0

예제 출력 1

2

📌 풀이

💬 Code

import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline


def bfs(x, y):
    q = deque([(x, y)])
    visited[x][y] = 1
    seaList = []

    while q:
        x, y = q.popleft()
        sea = 0
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
                if not graph[nx][ny]:
                    sea += 1
                elif graph[nx][ny] and not visited[nx][ny]:
                    q.append((nx, ny))
                    visited[nx][ny] = 1
        if sea > 0:
            seaList.append((x, y, sea))
    for x, y, sea in seaList:
        graph[x][y] = max(0, graph[x][y] - sea)

    return 1


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

ice = []
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if graph[i][j]:
            ice.append((i, j))

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

while ice:
    visited = [[0] * m for _ in range(n)]
    delList = []
    group = 0
    for i, j in ice:
        if graph[i][j] and not visited[i][j]:
            group += bfs(i, j)
        if graph[i][j] == 0:
            delList.append((i, j))
    if group > 1:
        print(year)
        break
    ice = sorted(list(set(ice) - set(delList)))
    year += 1

if group < 2:
    print(0)

💡 Solution

코드를 뜯어보자.

👀 BFS 함수

def bfs(x, y):
    q = deque([(x, y)])
    visited[x][y] = 1
    seaList = []

    while q:
        x, y = q.popleft()
        sea = 0
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
                if not graph[nx][ny]: # 주변 바다 확인
                    sea += 1
                elif graph[nx][ny] and not visited[nx][ny]:
                    q.append((nx, ny))
                    visited[nx][ny] = 1
        if sea > 0:
            seaList.append((x, y, sea))
    for x, y, sea in seaList: # 빙산 녹이기
        graph[x][y] = max(0, graph[x][y] - sea)

    return 1

빙산의 위치 x, y를 파라미터로 받아와서 빙산 주변의 바다 갯수를 카운트한다. 단, 여기서 바로 빙산을 녹이면 안 된다. 빙산 하나 탐색할 때 바로 녹이면 연결된 다음 빙산이 얘를 바다로 인식해버릴 수 있기 때문에, 연결된 빙산을 모두 탐색한 후에 빙산을 녹여야 함!

그래서 seaList를 사용한다. 주변에 바다가 있는 빙산을 (x, y, 바다 갯수) 형태로 seaList에 저장한다. 그리고 연결된 모든 빙산의 탐색이 끝났을 때, seaList의 원소를 하나씩 꺼내서 빙산을 녹인다.

마지막으로, 빙산그룹의 수를 카운트해야 되기 때문에 하나의 그룹을 탐색했다는 의미로 1을 리턴한다.


👀 main

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

ice = []
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if graph[i][j]:
            ice.append((i, j)) # 빙산의 위치를 (i, j) 형태로 ice에 저장

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

while ice:
    visited = [[0] * m for _ in range(n)]
    delList = []
    group = 0
    for i, j in ice:
        if graph[i][j] and not visited[i][j]:
            group += bfs(i, j)
        if graph[i][j] == 0: # 탐색이 끝나면 바다가 된 빙산을 체크
            delList.append((i, j))
    if group > 1: # 빙산그룹이 2개 이상이면 년을 출력
        print(year)
        break
    
    # 다 녹은 빙산은 탐색할 필요가 없으므로 ice에서 제거
    ice = sorted(list(set(ice) - set(delList)))
    year += 1

if group < 2:
    print(0)

빙산 있는 위치만 탐색하기 위해 ice에 빙산 위치를 저장한다.

탐색을 끝내면 바다가 된 빙산이 있는지 체크한다. 바다가 되었다면 더이상 탐색할 필요가 없으므로 ice에서 제거하기 위해 위치를 delList에 저장한다. 여기서 바로 제거하면 for i, j in ice문이 정상동작할 수 없으므로 for문이 끝나면 제거하기 위함이다.

for문이 끝나면 빙산을 모두 탐색한 것이므로 그룹 수를 체크해서 2개 이상이면 년을 출력하고 멈춘다. 2개 미만이면 빙산을 1년을 더 탐색해야 하니까 바다가 된 빙산들을 ice에서 제거한다.

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