문제

인체에 치명적인 바이러스를 연구하던 연구소에 승원이가 침입했고, 바이러스를 유출하려고 한다. 바이러스는 활성 상태와 비활성 상태가 있다. 가장 처음에 모든 바이러스는 비활성 상태이고, 활성 상태인 바이러스는 상하좌우로 인접한 모든 빈 칸으로 동시에 복제되며, 1초가 걸린다. 승원이는 연구소의 바이러스 M개를 활성 상태로 변경하려고 한다.

연구소는 크기가 N×N인 정사각형으로 나타낼 수 있으며, 정사각형은 1×1 크기의 정사각형으로 나누어져 있다. 연구소는 빈 칸, 벽, 바이러스로 이루어져 있으며, 벽은 칸 하나를 가득 차지한다. 활성 바이러스가 비활성 바이러스가 있는 칸으로 가면 비활성 바이러스가 활성으로 변한다.

예를 들어, 아래와 같이 연구소가 생긴 경우를 살펴보자. 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스의 위치이다.

M = 3이고, 바이러스를 아래와 같이 활성 상태로 변경한 경우 6초면 모든 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 있다. 벽은 -, 비활성 바이러스는 *, 활성 바이러스는 0, 빈 칸은 바이러스가 퍼지는 시간으로 표시했다.

시간이 최소가 되는 방법은 아래와 같고, 4초만에 모든 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 있다

연구소의 상태가 주어졌을 때, 모든 빈 칸에 바이러스를 퍼뜨리는 최소 시간을 구해보자.

입력

첫째 줄에 연구소의 크기 N(4 ≤ N ≤ 50), 놓을 수 있는 바이러스의 개수 M(1 ≤ M ≤ 10)이 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에 연구소의 상태가 주어진다. 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스를 놓을 수 있는 위치이다. 2의 개수는 M보다 크거나 같고, 10보다 작거나 같은 자연수이다.

출력

연구소의 모든 빈 칸에 바이러스가 있게 되는 최소 시간을 출력한다. 바이러스를 어떻게 놓아도 모든 빈 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 없는 경우에는 -1을 출력한다.

import java.util.*;
import java.io.*;
public class Main {
    static int N, M, emptySpace=0, result = Integer.MAX_VALUE;
    static int[][] arr;
    static boolean[][] visited;
    static ArrayList<Node> list;
    static Node[] activeV;
    static int[] dx = { -1, 1, 0, 0 };
    static int[] dy = { 0, 0, 1, -1 };

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st;
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        arr = new int[N][N];
        list = new ArrayList<>();
        activeV = new Node[M];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                arr[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (arr[i][j] == 0)
                    emptySpace++;
                if (arr[i][j] == 2) {
                    list.add(new Node(i, j, 0));
                }
            }
        }

        if (emptySpace == 0) {
            System.out.println(0);
            return;
        }
        check(0, 0);
        System.out.println(result == Integer.MAX_VALUE ? -1 : result);
    }

    public static void check(int depth, int start) {
        if (depth == M) {
            BFS(emptySpace);
            return ;
        }
        for (int i = start; i < list.size(); i++) {
            activeV[depth] = list.get(i);
            check(depth+1, i+1);
        }
    }
    public static void BFS(int emptySpace) {
        Queue<Node> q = new LinkedList<>();
        visited = new boolean[N][N];
        for (Node i : activeV) {
            q.add(i);
            visited[i.x][i.y] = true;
        }
        while(!q.isEmpty()) {
                Node n = q.poll();
                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    int nx = n.x + dx[i];
                    int ny = n.y + dy[i];
                    if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= N || ny >= N)
                        continue;
                    if (arr[nx][ny] == 1)
                        continue;
                    if (visited[nx][ny]) {
                        continue;
                    }
                    if (arr[nx][ny] == 0)
                        emptySpace--;
                    q.add(new Node(nx, ny, n.dist+1));
                    visited[nx][ny] = true;
                    if (emptySpace == 0) {
                        result = Math.min(result, n.dist+1);
                        return;
                    }
                }
        }

    }


}
class Node {
    int x, y, dist;
    Node(int x, int y, int dist) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.dist = dist;
    }
}

• 먼저 바이러스를 리스트(list)에 저장.
• 활성화할 바이러스(activeV)를 따로 저장.
• 재귀함수로 BFS호출.
• emptySpace를 인자로 호출해야 매번 초기화해서 탐색가능.