[백준] 17142번 연구소 3

17142 연구소 3

문제

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인체에 치명적인 바이러스를 연구하던 연구소에 승원이가 침입했고, 바이러스를 유출하려고 한다. 바이러스는 활성 상태와 비활성 상태가 있다. 가장 처음에 모든 바이러스는 비활성 상태이고, 활성 상태인 바이러스는 상하좌우로 인접한 모든 빈 칸으로 동시에 복제되며, 1초가 걸린다. 승원이는 연구소의 바이러스 M개를 활성 상태로 변경하려고 한다.

연구소는 크기가 N×N인 정사각형으로 나타낼 수 있으며, 정사각형은 1×1 크기의 정사각형으로 나누어져 있다. 연구소는 빈 칸, 벽, 바이러스로 이루어져 있으며, 벽은 칸 하나를 가득 차지한다. 활성 바이러스가 비활성 바이러스가 있는 칸으로 가면 비활성 바이러스가 활성으로 변한다.

0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스의 위치이다.

연구소의 상태가 주어졌을 때, 모든 빈 칸에 바이러스를 퍼뜨리는 최소 시간을 구해보자.

입력

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첫째 줄에 연구소의 크기 N(4 ≤ N ≤ 50), 놓을 수 있는 바이러스의 개수 M(1 ≤ M ≤ 10)이 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에 연구소의 상태가 주어진다. 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스를 놓을 수 있는 위치이다. 2의 개수는 M보다 크거나 같고, 10보다 작거나 같은 자연수이다.

출력

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연구소의 모든 빈 칸에 바이러스가 있게 되는 최소 시간을 출력한다. 바이러스를 어떻게 놓아도 모든 빈 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 없는 경우에는 -1을 출력한다.

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풀이)

조합(dfs를 통한) + bfs를 이용해서 푼 문제이다.

처음에 바이러스의 모든 위치를 저장해두고, 바이러스 M개를 무작위로 선택해 활성시킨 퍼져나가는 결과를 구했다.

모든 경우를 다 살펴봤다.

과정은 이러하다.

1. 조합과정을 통해 바이러스 중 M개를 골라서 활성화 시킨다.

2. bfs를 통해 활성화 된 바이러스 M개가 퍼져나가는 상황을 본다.

   2.1 바이러스가 채워져야 할 공간 즉, 전체 공간에서 바이러스 있는 칸을 제외한 공간들이

        다 채워졌다면 그 시간을 기록.

   2.2 채우지 못했다면 시간 기록 pass.

주의할점

만약, 빈 칸이 없이 벽과 바이러스만 공간에 주어진다면 시간 0을 바로 출력한다.

코드)

#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <queue>
#include <algorithm>
using namespace std;
 
int n, m;
int arr[50][50];
bool visited[50][50];
int dy[4] = { -1,1,0,0 };
int dx[4] = { 0,0,-1,1 };
vector <pair<int, int>> virus;
vector <pair<int, int>> temp; //바이러스의 조합저장
bool check; //바이러스의 모든 조합을 해보았을시 모든 구역을 채울 수 있는지 없는지
int result = 999999999;
int ans; //바이러스가 채워야하는 공간 수
 
void bfs() {
    queue<pair<int, int>>qu;
    for (int i = 0; i < temp.size(); i++) {
        qu.push(temp[i]);
        visited[temp[i].first][temp[i].second] = true;
    }
    int tmp = virus.size();
    int time = 0;
    while (!qu.empty())
    {
        int size = qu.size();
        for (int t = 0; t < size; t++) {
            int y = qu.front().first;
            int x = qu.front().second;
            qu.pop();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int ny = y + dy[i];
                int nx = x + dx[i];
                if (ny >= 0 && ny < n && nx >= 0 && nx < n) {
                    if (visited[ny][nx] == true || arr[ny][nx] == 1) continue;
                    //활성 바이러스가 비활성 바이러스가 있는 칸으로 가면 비활성은 활성으로
                    visited[ny][nx] = true;
                    if(arr[ny][nx]==0)tmp += 1;
                    qu.push({ ny,nx });
                }
            }
        }
        time++;
        if (tmp == ans) break;
    }
    //바이러스가 채워야하는 지역이 다 채워졌다면
    if (tmp == ans) {
        check = true;
        result = min(result, time);
    }
 
    //다음 계산을 위해 visited 초기화
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        fill(visited[i], visited[i] + n, false);
    }
}
 
void dfs(int idx) {
    if (temp.size() == m) {
        bfs();
        return;
    }
    for (int i = idx; i < virus.size(); i++) {
        temp.push_back(virus[i]);
        dfs(i + 1);
        temp.pop_back();
    }
}
 
int main() {
    scanf("%d %d", &n, &m);
    ans = n * n;//바이러스가 채워야하는 지역, 0인 지역
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            scanf("%d", &arr[i][j]);
            if (arr[i][j] == 2) {
                virus.push_back({ i,j });
            }
            else if (arr[i][j] == 1) ans -=1;
        }
    }
    
    if (virus.size() == ans) { //1과 2로만 배열이 주어졌을때
        printf("0");
        return 0;
    }
    dfs(0);
    if (check == true) printf("%d", result);
    else printf("-1");
 
    return 0;
}

결과)