🥇 [Baekjoon / Java] 18428. 감시 피하기

문제 설명

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💡 Info

• 난이도 : 골드 5
• 시간 제한 : 2초
• 메모리 제한 : 256MB
• 백준 링크: https://www.acmicpc.net/problem/18428
  풀이 링크(GitHub): hayannn/CodingTest_Java/백준/Gold/18428. 감시피하기

내용

NxN 크기의 복도가 있다. 복도는 1x1 크기의 칸으로 나누어지며, 특정한 위치에는 선생님, 학생, 혹은 장애물이 위치할 수 있다. 현재 몇 명의 학생들은 수업시간에 몰래 복도로 빠져나왔는데, 복도로 빠져나온 학생들은 선생님의 감시에 들키지 않는 것이 목표이다.

각 선생님들은 자신의 위치에서 상, 하, 좌, 우 4가지 방향으로 감시를 진행한다. 단, 복도에 장애물이 위치한 경우, 선생님은 장애물 뒤편에 숨어 있는 학생들은 볼 수 없다. 또한 선생님은 상, 하, 좌, 우 4가지 방향에 대하여, 아무리 멀리 있더라도 장애물로 막히기 전까지의 학생들은 모두 볼 수 있다고 가정하자.

다음과 같이 3x3 크기의 복도의 정보가 주어진 상황을 확인해보자. 본 문제에서 위치 값을 나타낼 때는 (행,열)의 형태로 표현한다. 선생님이 존재하는 칸은 T, 학생이 존재하는 칸은 S, 장애물이 존재하는 칸은 O로 표시하였다. 아래 그림과 같이 (3,1)의 위치에는 선생님이 존재하며 (1,1), (2,1), (3,3)의 위치에는 학생이 존재한다. 그리고 (1,2), (2,2), (3,2)의 위치에는 장애물이 존재한다.

이 때 (3,3)의 위치에 존재하는 학생은 장애물 뒤편에 숨어 있기 때문에 감시를 피할 수 있다. 하지만 (1,1)과 (2,1)의 위치에 존재하는 학생은 선생님에게 들키게 된다.

학생들은 복도의 빈 칸 중에서 장애물을 설치할 위치를 골라, 정확히 3개의 장애물을 설치해야 한다. 결과적으로 3개의 장애물을 설치하여 모든 학생들을 감시로부터 피하도록 할 수 있는지 계산하고자 한다. NxN 크기의 복도에서 학생 및 선생님의 위치 정보가 주어졌을 때, 장애물을 정확히 3개 설치하여 모든 학생들이 선생님들의 감시를 피하도록 할 수 있는지 출력하는 프로그램을 작성하시오.

예를 들어 N=5일 때, 다음과 같이 선생님 및 학생의 위치 정보가 주어졌다고 가정하자.

이 때 다음과 같이 3개의 장애물을 설치하면, 모든 학생들을 선생님의 감시로부터 피하도록 만들 수 있다.

📥입력 조건

• 첫째 줄에 자연수 N이 주어진다. (3 ≤ N ≤ 6)
• 둘째 줄에 N개의 줄에 걸쳐서 복도의 정보가 주어진다.
• 각 행에서는 N개의 원소가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다.
• 해당 위치에 학생이 있다면 S, 선생님이 있다면 T, 아무것도 존재하지 않는다면 X가 주어진다.
• 단, 전체 선생님의 수는 5이하의 자연수, 전체 학생의 수는 30이하의 자연수이며 항상 빈 칸의 개수는 3개 이상으로 주어진다.

//예1
5
X S X X T
T X S X X
X X X X X
X T X X X
X X T X X

//예2
4
S S S T
X X X X
X X X X
T T T X

📤출력 조건

• 첫째 줄에 정확히 3개의 장애물을 설치하여 모든 학생들을 감시로부터 피하도록 할 수 있는지의 여부를 출력한다.
• 모든 학생들을 감시로부터 피하도록 할 수 있다면 "YES", 그렇지 않다면 "NO"를 출력한다.

//예1
YES

//예2
NO

문제 이해

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• N X N 크기의 복도에서 학생과 선생님의 위치 정보가 주어졌을 때, 장애물을 정확히 3개 설치하여 모든 학생이 선생님의 감시를 피할 수 있는지 출력하는 프로그램

알고리즘

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실제 풀이 시간 : 50분

• 입력

  • 전역변수 선언: N, arr, dx, dy, result
  • N 입력받기
  • 배열 arr 입력받기

• 계산

  • BFS 실행하기

• 출력

  • 만약 원하는 결과 -> YES 출력
  • 그렇지 않다면 -> NO 출력

• 별도 메서드

  • BFS
    • 큐 생성
      • 공간 밖으로 나갈 경우 -> 무시
      • 장애물 설치
    • 빈 공간 확인

import java.util.*;

public class Main {

    static int N;
    static int[][] arr;

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

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

        N = sc.nextInt();
        
        sc.nextLine();

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

        result = bfs();

        if(result == true){
            System.out.println("YES");
        } else {
            System.out.println("NO");
        }
    }

    public static boolean bfs(){
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (arr[i][j] == 2) {
                    queue.offer(new int[]{i, j});
                }
            }
        }

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

            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){
                    continue;
                }

                arr[nx][ny] = 2;
                queue.offer(new int[]{nx,ny});
            }
        }

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (arr[i][j] == 0) {
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
}

오답체크

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• 입력과 관계 없이 YES만 출력되는 문제
  • map.charAt(0) - '0' -> map.charAt(j)로 변경
  • 선생님의 위치 정보를 T로 변경
  • 학생의 위치 정보를 S로 변경
  • arr 입력 형태를 String에서 char로 변경
  • ⭐️감시를 피할 수 있는지 확인하는 메서드 추가하기⭐️

...

public static boolean check() {
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (arr[i][j] == 'T') {
                    for (int k = 0; k < 4; k++) {
                        int nx = i + dx[k];
                        int ny = j + dy[k];
                        while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N) {
                            if (arr[nx][ny] == 'S') return true;
                            if (arr[nx][ny] == 'O') return false;
                            nx += dx[k];
                            ny += dy[k];
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return true;
    }

최종 풀이

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실제 풀이 시간 : 1시간 48분(실제 풀이 시간 포함)

• 입력

  • 전역변수 선언: N, arr, dx, dy, result
  • N 입력받기
  • 배열 arr 입력받기

• 계산

  • BFS 실행하기

• 출력

  • 만약 원하는 결과 -> YES 출력
  • 그렇지 않다면 -> NO 출력

• 별도 메서드

  • BFS

    • 장애물 3개 설치: 감시를 피할 수 있는지 확인하는 메서드로 확인(check)
    • N의 범위 내에서 빈 공간('X')인 경우 장애물 설치 진행 -> count+1
    • 백트래킹으로 장애물 제거

  • check

    • 감시를 피할 수 있는지를 확인하는 메서드
    • 선생님(T) 위치에서 상하좌우 확인
      • 학생 발견 -> 감시를 피할 수 없음 출력(true)
      • 장애물이 있는 경우 -> false
    • 감시를 모두 피한 경우 -> true

import java.util.*;

public class Main {

    static int N;
    static char[][] arr;
    static int[] dx = {-1, 1, 0, 0};
    static int[] dy = {0, 0, -1, 1};
    static boolean foundSolution;

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

        N = sc.nextInt();
        sc.nextLine();

        arr = new char[N][N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            String map = sc.nextLine();
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                arr[i][j] = map.charAt(j * 2); // 공백
            }
        }

        foundSolution = false;
        dfs(0);

        if (foundSolution) {
            System.out.println("YES");
        } else {
            System.out.println("NO");
        }
    }

    public static void dfs(int count) {
        if (count == 3) { // 장애물 3개 설치
            if (check()) {
                foundSolution = true;
            }
            return;
        }

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (arr[i][j] == 'X') {
                    arr[i][j] = 'O';
                    dfs(count + 1);
                    
                    if (foundSolution) return;
                    arr[i][j] = 'X';
                }
            }
        }
    }

    // 감시를 피할 수 있는지 확인하는 메서드
    public static boolean check() {
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (arr[i][j] == 'T') {
                    for (int k = 0; k < 4; k++) {
                        int nx = i + dx[k];
                        int ny = j + dy[k];
                        while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N) {
                            if (arr[nx][ny] == 'S') {
                                return false; // 학생 발견 시 false
                            }
                            if (arr[nx][ny] == 'O') {
                                break; // 장애물 발견 시 중지
                            }
                            nx += dx[k];
                            ny += dy[k];
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return true; // 모든 선생님이 학생을 발견하지 못하는 경우에 해당
    }
}