[백준][Python] 14502. 연구소

Gold Ⅳ 🔗14502. 연구소

📝문제 요약

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.

✏️문제 풀이

• 입력
  • 시간 초과를 해결하기 위해 sys.stdin.readline 사용
  • 연구소의 크기 행(n), 열(m) 입력
  • 연구소 지도를 입력할lab
• 상하좌우 이동을 위한 방향 백터 생성[상, 하, 좌, 우)
• 바이러스를 퍼뜨리는 virus 함수
  • 바이러스(2)가 있는 모든 칸을 찾아서 큐에 넣음
  • 큐에서 하나씩 꺼내면서 인접한 빈 칸(0)에 바이러스(2)를 퍼뜨림
• 안전 영역을 셀 get_score 함수
  • 전체 연구소에서 0의 개수를 세어 반환
• 벽을 3개 세우는 모든 경우의 수를 DFS로 탐색
  • 벽을 3개 세웠다면
    • 연구소 복사본(temp)을 만듦
    • 복사본에 바이러스를 퍼뜨림(virus 함수)
    • 안전한 칸 수를 계산(get_score 함수)하여 최대값 갱신
  • 1차원 인덱스를 2차원 좌표로 바꿔가며 모든 칸을 순회
    • 빈 칸(0)이면 벽을 세우고 다음 단계로 진행
• dfs 함수를 실행하여 벽 세우기 시작
• 최대 안전 영역 출력

코드와 함께 보는 풀이

import sys
import copy
from collections import deque

# 빠른 입력
input = sys.stdin.readline

# 연구소의 크기 n(행), m(열) 입력
n, m = map(int, input().split())

# 연구소 지도 입력 (0: 빈칸, 1: 벽, 2: 바이러스)
lab = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

# 상하좌우 이동을 위한 방향 벡터
dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]

# 최대 안전 영역 크기 저장 변수
result = 0

# 바이러스를 퍼뜨리는 함수 (BFS)
def virus(graph):
    queue = deque()

    # 현재 연구소에서 바이러스가 있는 위치를 모두 큐에 삽입
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if graph[i][j] == 2:
                queue.append((i, j))

    # BFS를 통해 바이러스를 사방으로 확산
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]

            # 연구소 범위 내이고, 빈 칸이면 바이러스 퍼뜨림
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
                if graph[nx][ny] == 0:
		                # 바이러스로 감염
                    graph[nx][ny] = 2 
                    queue.append((nx, ny))

# 현재 연구소에서 안전 영역(0)의 개수를 세는 함수
def get_score(graph):
    return sum(row.count(0) for row in graph)

# 벽을 세우는 조합을 탐색하는 DFS 함수
def dfs(count, start):
    global result

    # 벽 3개를 다 세운 경우
    if count == 3:
		    # 연구소 복사하고 바이러스 확상
        temp = copy.deepcopy(lab)  
        virus(temp)
        # 안전 영역 최대값 갱신
        result = max(result, get_score(temp)) 
        return

    # 1차원 인덱스를 2차원 좌표로 변환하여 모든 칸을 순회
    for i in range(start, n * m):
        x = i // m  # 행
        y = i % m   # 열

        # 빈 칸이면 벽을 세우고 다음 단계로 진행
        if lab[x][y] == 0:
            lab[x][y] = 1
            # 다음 칸부터 벽 세우기 진행
            dfs(count + 1, i + 1) 
            # 되돌림 
            lab[x][y] = 0         

# 벽 세우기 시작
dfs(0, 0)

# 결과 출력 (최대 안전 영역)
print(result)

💯제출 코드

import sys
import copy
from collections import deque

input = sys.stdin.readline
n, m = map(int, input().split())
lab = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

dx = [-1, 0, 1, 0]
dy = [0, 1, 0, -1]

result = 0

def virus(graph):
    queue = deque()
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if graph[i][j] == 2:
                queue.append((i, j))

    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
                if graph[nx][ny] == 0:
                    graph[nx][ny] = 2
                    queue.append((nx, ny))

def get_score(graph):
    return sum(row.count(0) for row in graph)

def dfs(count, start):
    global result
    if count == 3:
        temp = copy.deepcopy(lab)
        virus(temp)
        result = max(result, get_score(temp))
        return
    
    for i in range(start, n * m):
        x = i // m
        y = i % m
        if lab[x][y] == 0:
            lab[x][y] = 1
            dfs(count + 1, i + 1)
            lab[x][y] = 0

dfs(0,0)
print(result)