🥇 [Baekjoon / Java] 16234. 인구 이동

문제 설명

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💡 Info

• 난이도 : 골드 4
• 시간 제한 : 2초
• 메모리 제한 : 512MB
• 백준 링크: https://www.acmicpc.net/problem/16234
  풀이 링크(GitHub): hayannn/CodingTest_Java/백준/Gold/16234. 인구 이동

내용

N×N크기의 땅이 있고, 땅은 1×1개의 칸으로 나누어져 있다. 각각의 땅에는 나라가 하나씩 존재하며, r행 c열에 있는 나라에는 A[r][c]명이 살고 있다. 인접한 나라 사이에는 국경선이 존재한다. 모든 나라는 1×1 크기이기 때문에, 모든 국경선은 정사각형 형태이다.

오늘부터 인구 이동이 시작되는 날이다.

인구 이동은 하루 동안 다음과 같이 진행되고, 더 이상 아래 방법에 의해 인구 이동이 없을 때까지 지속된다.

• 국경선을 공유하는 두 나라의 인구 차이가 L명 이상, R명 이하라면, 두 나라가 공유하는 국경선을 오늘 하루 동안 연다.
• 위의 조건에 의해 열어야하는 국경선이 모두 열렸다면, 인구 이동을 시작한다.
• 국경선이 열려있어 인접한 칸만을 이용해 이동할 수 있으면, 그 나라를 오늘 하루 동안은 연합이라고 한다.
• 연합을 이루고 있는 각 칸의 인구수는 (연합의 인구수) / (연합을 이루고 있는 칸의 개수)가 된다. 편의상 소수점은 버린다.
• 연합을 해체하고, 모든 국경선을 닫는다.

각 나라의 인구수가 주어졌을 때, 인구 이동이 며칠 동안 발생하는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

📥입력 조건

• 첫째 줄에 N, L, R이 주어진다. (1 ≤ N ≤ 50, 1 ≤ L ≤ R ≤ 100)
• 둘째 줄부터 N개의 줄에 각 나라의 인구수가 주어진다. r행 c열에 주어지는 정수는 A[r][c]의 값이다. (0 ≤ A[r][c] ≤ 100)
• 인구 이동이 발생하는 일수가 2,000번 보다 작거나 같은 입력만 주어진다.

📤출력 조건

• 인구 이동이 며칠 동안 발생하는지 첫째 줄에 출력한다.

▫️ 입출력 예시

• 입력 1

2 20 50
50 30
20 40

• 출력 1

1

• 입력 2

2 40 50
50 30
20 40

• 출력 2

0

경계를 공유하는 나라의 인구 차이가 모두 L보다 작아서 인구 이동이 발생하지 않는다.

• 입력 3

2 20 50
50 30
30 40

• 출력 3

1

• 입력 4

3 5 10
10 15 20
20 30 25
40 22 10

• 출력 4

2

• 입력 5

4 10 50
10 100 20 90
80 100 60 70
70 20 30 40
50 20 100 10

• 출력 5

3

문제 이해

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• 인구 수가 주어지면, 인구 이동이 몇 번 발생하는지 계산해야 하는 문제

알고리즘

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실제 풀이 시간 : 40분

• 입력

  • N, L, R 입력받기
  • 인구수 배열 입력받기

• 계산

  • dfs 실행하기

• 출력

  • 인구 이동 발생 수 출력하기

• 별도 메서드

  • dfs
    • 밖으로 나오는 경우 무시
    • 상하좌우 탐색해 방문 표시하기

import java.util.*;

public class Main {
    static int N;
    static int L;
    static int R;

    static int[][] arr;

    public static void main(String[] args){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        N = sc.nextInt();
        L = sc.nextInt();
        R = sc.nextInt();

        sc.nextLine();

        arr = new int[N][N];
        for(int i=0; i<N; i++){
            String land = sc.nextLine();
            for(int j=0; j<N; j++){
                arr[i][j] = land.charAt(j) - '0';
            }
        }

        int result = 0;
        for(int i=0; i<N; i++){
            for(int j=0; j<N; j++){
                if(dfs(i,j)) {
                    result++;
                }
            }
        }
        System.out.println(result);
    }

    public static boolean dfs(int i, int j) {
        if (i <= -1 || i >= N || j <= -1 || j >= N) {//틀 밖으로 나갈 경우
            return false;
        }

        if (arr[i][j] == 0) {
            arr[i][j] = 1; //방문

            dfs(i + 1, j);
            dfs(i - 1, j);
            dfs(i, j + 1);
            dfs(i, j - 1);

            return true;
        }
        return false;
    }
}

오답체크

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• BFS 방식으로 변경해 풀이

public static int bfs(int x, int y) {
  Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
  union = new ArrayList<>();

  queue.offer(new int[]{x, y});
  visited[x][y] = true;

  int sum = arr[x][y];
  while (!queue.isEmpty()) {
      int[] current = queue.poll();
      x = current[0];
      y = current[1];

      union.add(current);

      for (int i = 0; i < 4; i++) {
          int nx = x + dx[i];
          int ny = y + dy[i];
          if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < N && !visited[nx][ny]) {
              int population = Math.abs(arr[x][y] - arr[nx][ny]);
              if (L <= population && population <= R) {
                  queue.offer(new int[]{nx, ny});
                  visited[nx][ny] = true;
                  sum += arr[nx][ny];
              }
          }
      }
  }
  return sum;
}

• 별도 메서드 move() 및 change() 구현
  • move() : 인구 이동이 일어나지 않을 때까지 반복할 메서드
  • change() : 인구 이동 후의 값을 업데이트할 메서드

public static int move() {
  int result = 0;
  while (true) {
      boolean isMove = false;
      visited = new boolean[N][N];
      for (int i = 0; i < N; i++) {
          for (int j = 0; j < N; j++) {
              if (!visited[i][j]) {
                  int sum = bfs(i, j);
                  if (union.size() > 1) {
                      change(sum);
                      isMove = true;
                  }
              }
          }
      }
      if (!isMove) return result;
      result++;
  }
}

public static void change(int sum) {
  int average = sum / union.size();
  for (int[] coord : union) {
      arr[coord[0]][coord[1]] = average;
  }
}

최종 풀이

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실제 풀이 시간 : 1시간 20분(첫 풀이 시간 포함)

• 입력

  • N, L, R 입력받기
  • 인구수 배열 입력받기

• 계산

  • BFS 실행하기

• 출력

  • 인구 이동 발생 수 출력하기

• 별도 메서드

  • BFS
    • 밖으로 나오는 경우 무시
    • 상하좌우로 이동하여 방문하지 않은 지점 탐색
    • 탐색한 지점의 인구 차이가 L 이상 R 이하인 경우 -> 이동 가능
    • 방문하지 않은 지점이 있다면, 해당 지점부터 DFS 재귀 호출해 인구 이동 확인
    • DFS를 통해 연합 구성, 연합 인구 조정해 인구 이동 수행하기
  • move()
    • 더 이상 인구 이동이 일어나지 않을 때까지 반복
    • bfs로 열릴 수 있는 국경선 확인하며 인구 이동할 총 인구수 반환
    • 열린 국경선 내의 노드들 인구 변경
  • change()
    • 인구 이동 후 실제 계산 진행

import java.util.*;

public class Main {
    static int N;
    static int L;
    static int R;

    static int[][] arr;
    static boolean[][] visited;

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

    static ArrayList<int[]> union;

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        N = sc.nextInt();
        L = sc.nextInt();
        R = sc.nextInt();

        sc.nextLine();

        arr = new int[N][N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                arr[i][j] = sc.nextInt();
            }
        }

        System.out.println(move());
    }

    public static int bfs(int x, int y) {
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        union = new ArrayList<>();

        queue.offer(new int[]{x, y});
        visited[x][y] = true;

        int sum = arr[x][y];
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] current = queue.poll();
            x = current[0];
            y = current[1];

            union.add(current);

           for (int i = 0; i < 4; i++) {
              int nx = x + dx[i];
              int ny = y + dy[i];
              if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < N && !visited[nx][ny]) {
                 int population = Math.abs(arr[x][y] - arr[nx][ny]);

                 if (L <= population && population <= R) {
                    queue.offer(new int[]{nx, ny});
                    visited[nx][ny] = true;
                    sum += arr[nx][ny];
                 }
              }
           }
        }
        return sum;
    }

    public static int move() {
        int result = 0;
        while (true) {
            boolean isMove = false;
            visited = new boolean[N][N];
            for (int i = 0; i < N; i++) {
                for (int j = 0; j < N; j++) {
                    if (!visited[i][j]) {
                        int sum = bfs(i, j);
                        if (union.size() > 1) {
                            change(sum);
                            isMove = true;
                        }
                    }
                }
            }
            if (!isMove) return result;
            result++;
        }
    }

    public static void change(int sum) {
        int average = sum / union.size();
        for (int[] coord : union) {
            arr[coord[0]][coord[1]] = average;
        }
    }
}