BOJ_18428 감시 피하기 Gold.5

문제 설명

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.

이 문제는 전형적인 Combination 문제라고 생각한다.
그 이유에 있어서 3<=N<=6, N*N 정사각형 배열에 3개의 장애물을 놓는 경우의 수를 확인하면서 탐색하는 완전 탐색의 문제 유형이기 때문이다. 36C3 자체가 2초 이내에 완료할 수 있는 시간 복잡도이다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    private static char[][] map;
    private static boolean[] visited;
    private static int[] answer;
    private static int N;
    private static List<int[]> teachers = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st;
        N = Integer.parseInt(br.readLine());
        map = new char[N][N];

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                map[i][j] = st.nextToken().charAt(0);
                if (map[i][j] == 'T') {
                    teachers.add(new int[]{i, j});
                }
            }
        }

        visited = new boolean[N * N];
        answer = new int[3];

        if(combinations(0,0)) {
            System.out.println("YES");
        } else System.out.println("NO");
    }

    private static boolean combinations(int start, int cnt) {
        if (cnt == 3) {
            if (checkPossible()) {
                layObstacle();
                if(canVoid()) {
                    return true;
                } else getRidOfObstacle();
            }
            return false;
        }

        for (int i = start; i < N * N; i++) {
            if(visited[i]) continue;
            visited[i] = true;
            answer[cnt] = i;
            if(combinations(start + 1, cnt + 1)) return true;
            visited[i] = false;
        }

        return false;
    }

    private static boolean checkPossible() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int num = answer[i];
            int row = num / N;
            int column = num % N;
            if(map[row][column] != 'X') return false;
        }
        return true;
    }

    private static boolean canVoid() {
        for (int[] teacher : teachers) {
            if(moveUp(new int[]{teacher[0], teacher[1]})) return false;
            if(moveDown(new int[]{teacher[0], teacher[1]})) return false;
            if(moveLeft(new int[]{teacher[0], teacher[1]})) return false;
            if(moveRight(new int[]{teacher[0], teacher[1]})) return false;
        }
        return true;
    }

    private static void layObstacle() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int num = answer[i];
            int row = num / N;
            int column = num % N;
            map[row][column] = 'O';
        }
    }

    private static void getRidOfObstacle() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int num = answer[i];
            int row = num / N;
            int column = num % N;
            map[row][column] = 'X';
        }
    }

    private static boolean moveUp(int[] teacher) {
        teacher[0] = teacher[0] - 1;
        int nx = teacher[0], ny = teacher[1];
        if(nx < 0) return false;
        else if(map[nx][ny] == 'O') return false;
        else if(map[nx][ny] == 'X') return moveUp(teacher);
        else if(map[nx][ny] == 'T') return moveUp(teacher);
        return true;
    }
    private static boolean moveDown(int[] teacher) {
        teacher[0] = teacher[0] + 1;
        int nx = teacher[0], ny = teacher[1];
        if(nx >= N) return false;
        else if(map[nx][ny] == 'O') return false;
        else if(map[nx][ny] == 'X') return moveDown(teacher);
        else if(map[nx][ny] == 'T') return moveDown(teacher);
        return true;
    }
    private static boolean moveLeft(int[] teacher) {
        teacher[1] = teacher[1] - 1;
        int nx = teacher[0], ny = teacher[1];
        if(ny < 0) return false;
        else if(map[nx][ny] == 'O') return false;
        else if(map[nx][ny] == 'X') return moveLeft(teacher);
        else if(map[nx][ny] == 'T') return moveLeft(teacher);
        return true;
    }
    private static boolean moveRight(int[] teacher) {
        teacher[1] = teacher[1] + 1;
        int nx = teacher[0], ny = teacher[1];
        if(ny >= N) return false;
        else if(map[nx][ny] == 'O') return false;
        else if(map[nx][ny] == 'X') return moveRight(teacher);
        else if(map[nx][ny] == 'T') return moveRight(teacher);
        return true;
    }
}