[백준/BOJ] 14502 연구소 / C++

Kwaaaaan·2023년 10월 11일
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문제

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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 1
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 1
27
예제 입력 2
4 6
0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 2
1 1 1 0 0 2
0 0 0 0 0 2
예제 출력 2
9
예제 입력 3
8 8
2 0 0 0 0 0 0 2
2 0 0 0 0 0 0 2
2 0 0 0 0 0 0 2
2 0 0 0 0 0 0 2
2 0 0 0 0 0 0 2
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
예제 출력 3
3

코드

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <climits>

using namespace std;

int N, M; // 연구소의 크기 N x M
int safe_zone, max_safe_zone; //safe_zone: 안전지역의 개수, max_safe_zone: 최대 안전지역 개수
vector<vector<int>> virus_map; // 연구소 지도

int dx[4] = { 0, 0, 1, -1 };
int dy[4] = { 1, -1, 0, 0 };

// 만약 visited를 참조자로 선언하지 않으면, bfs내 함수에서 수정된 값이 반영되지 않음
// 다시말해 vector<vector<bool>> visited는 bfs내에 있는 모든 변수에 영향을 끼치고 나아가 main함수에도 영향을 미침
int bfs(int start_x, int start_y, vector<vector<bool>>& visited)
{
	int virus_count = 0; // 바이러스가 퍼진 지역 개수 저장
	queue<pair<int, int>> q;
	q.push(make_pair(start_x, start_y)); // make_pair는 pair에 값을 넣어줄 떄 사용
	visited[start_x][start_y] = true; // 시작지점 방문표시

	while (!q.empty())
	{
		int current_x = q.front().first; // 현재위치의 행
		int current_y = q.front().second; // 현재위치의 열
		q.pop(); // 큐의 현재위치 제거

		// 상하좌우 이동을 위한 for문
		for (int i = 0; i < 4; i++)
		{
			int next_x = current_x + dx[i]; // 다음위치의 행
			int next_y = current_y + dy[i]; // 다음위치의 열
			
			// 다음위치가 연구소 내부인지 확인
			if (next_x < 0 || next_x >= N || next_y < 0 || next_y >= M) continue;

			// 다음위치를 아직 방문하지 않았고, 벽이 아닌경우인지 확인
			if (!visited[next_x][next_y] && virus_map[next_x][next_y] == 0)
			{
				visited[next_x][next_y] = true; // 방문표시
				q.push(make_pair(next_x, next_y)); // 다음위치를 큐에 추가
				virus_count++; // 바이러스가 퍼진 지역개수 증가
			}
		}
	}
	return virus_count; // 바이러스가 퍼진 지역개수 반환
}

void dfs(int x, int y, int wall_count) // x: 벽을 설치할 행, y: 벽을 설치할 열
{
	if (wall_count == 3) // 벽 3개 설치 했으면 지역 계산하고 최대 안전지역 갱신
	{
		vector<vector<bool>> visited(N, vector<bool>(M, false)); // 방문했는지 안했는지(2차원벡터)
		int current_safe_zone = safe_zone - wall_count; // 현재 안전지역 개수(벽 3개 뺴고)

		int virus_count = 0; // 바이러스가 퍼진 지역의 개수 저장
		for (int i = 0; i < N; i++)
		{
			for (int j = 0; j < M; j++)
			{
				if (!visited[i][j] && virus_map[i][j] == 2)
				{
					virus_count += bfs(i, j, visited);
				}
			}
		}

		//현재 안전지역 개수에서 바이러스가 퍼진 지역 개수를 뺀 값 계산하여 최대 안전지역 갱신
		max_safe_zone = max(max_safe_zone, current_safe_zone - virus_count); //max는 둘 중 큰값 반환
		return;
	}

	// 벽 설치
	for (int i = x; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < M; j++)
		{
			if (i == x && j < y)
			{
				continue; // i가 y이면서 j가 x보다 작으면 다시 j에 +1해서 for문 다시 탐
			}

			if (virus_map[i][j] == 0)
			{
				virus_map[i][j] = 1; // 벽 설치
				dfs(i, j, wall_count + 1); // 재귀 호출해서 다음 벽 설치
				virus_map[i][j] = 0; // 벽 제거(백트래킹)
			}
		}
	}
}

int main()
{
	cin >> N >> M; // 연구소 크기 입력

	safe_zone = 0; // 초기 안전지역개수 0으로 초기화
	max_safe_zone = INT_MIN; // 최대 안전지역 개수를 INT의 최솟값(아주 작은값)으로 초기화

	virus_map = vector<vector<int>>(N, vector<int>(M, 0)); // 연구소 지도 2차원 벡터로 초기화

	// 연구소 정보 for문
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < M; j++)
		{
			cin >> virus_map[i][j];
			if (virus_map[i][j] == 0) safe_zone++;
		}
	}

	int wall_count = 0; // 현재 벽 개수를 0으로 초기화
	dfs(0, 0, wall_count); // DFS 함수 호출 및 최대 안전지역개수 찾기
	cout << max_safe_zone << endl;

	return 0;
}

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스마트팩토리 개발자(를 꿈꾸며)

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