백준 14502: 연구소 [Java] - 포포

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.

https://www.acmicpc.net/problem/14502

14502번: 연구소

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문제의 조건에 벽 3개를 반드시 설정해야 한다고 나와있다.
간단한 설명은 주석에도 달아놓았다.

1. DFS로 벽을 세운다.

2. 만약 벽을 3개 세웠다면 탐색을 실시한다. 
1) copyMap에 기존 map 복사하기
2) copyMap에 바이러스 퍼트리기
3) copyMap의 안전지대 개수를 센 뒤 갱신하기

copyMap을 사용한 이유는 벽의 위치가 변경되는 모든 경우의 수에 대해 탐색을 실시해야 하기 때문이다. 
따라서 벽이 3개가 되는 순간 copyMap() 메소드로 map을 복사한 뒤(깊은 복사) 탐색을 실시하면 된다.

package com.company.ch9BFS;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class No14502 {
    static int n , m;
    static int[] dx = {1, 0, -1, 0};
    static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    static int[][] map;
    static int[][] copyMap;
    static boolean[][] visit;
    static int result = -1;
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        n = Integer.parseInt(st.nextToken());
        m = Integer.parseInt(st.nextToken());

        map = new int[n][m];
        copyMap = new int[n][m];

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            }
        }

        solve(0);

        System.out.println(result);
    }

	//맵을 copyMap에 복사한다.
    private static void copyMap() {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                copyMap[i][j] = map[i][j];
            }
        }
    }

    private static void solve(int depth) {
    //만약 벽을 3개 세웠으면 --> 탐색 실시
        if (depth == 3) {
            //bfs를 실행하여 안전지대의 넓이를 구한다.
            //탐색을 하기 전에 copyMap을 초기화해야 함
            copyMap();
            bfs();
            return;
        }

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (map[i][j] == 0) {
                //벽을 세운다.
                    map[i][j] = 1;
                    solve(depth + 1);
                    map[i][j] = 0;
                }
            }
        }
    }

    private static void bfs() {
        Queue<Point> qu = new LinkedList<>();
        visit = new boolean[n][m];
        //바이러스를 퍼트린다.
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (copyMap[i][j] == 2) {
                    qu.offer(new Point(i, j));
                    visit[i][j] = true;
                }
            }
        }

        while (!qu.isEmpty()) {
            Point p = qu.poll();

            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = p.x + dx[i];
                int ny = p.y + dy[i];

                if (visit[nx][ny] || nx < 0 || ny < 0 || nx >= n || ny >= m) {
                    continue;
                }

                if(copyMap[nx][ny] == 1){
                    continue;
                }

                if (copyMap[nx][ny] == 0) {
                    copyMap[nx][ny] = 2;
                    visit[nx][ny] = true;
                    qu.offer(new Point(nx, ny));
                }
            }
        }


        //안전 지대의 개수를 센 뒤 갱신한다.
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (copyMap[i][j] == 0) {
                    count++;
                }
            }
        }

        result = Math.max(count, result);
    }
    static class Point{
        int x;
        int y;

        public Point(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }
}