[BOJ/Python] 연구소 || DFS, BFS

백준 연구소 14502 파이썬

14502번: 연구소

❍ 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

1. 벽을 3개를 세운다.
2. 바이러스가 퍼진다.
3. 안전 영역의 개수를 세어준다.

n, m = map(int, input().split())
research = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
direction = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]
wall = []
virus = []
for i in range(n):
    for j in range(m):
        # 벽을 세울 수 있는 칸이라면,
        if research[i][j] == 0:
            wall.append((i, j))
        # 바이러스
        elif research[i][j] == 2:
            virus.append((i, j))

먼저, 벽을 세울 수 있는 공간을 의미하는 wall과 바이러스의 위치인 virus를 파악해둔다.

 

❍ 벽 세우기

벽은 이미 벽이 세워진 곳이나, 바이러스가 위치한 곳에는 세울 수 없다. 빈 곳인 0에 해당하는 칸들 중 3가지를 뽑아서 벽을 세워주면 된다.

따라서, 조합을 통해 해당 부분을 해결할 수 있다.

최대 N, M은 8이기에 ${64}C{3}$ 은 100,000보다도 작기에 제한 시간 안에 문제를 풀이할 수 있다.

result = 0
for wall in list(combinations(wall, 3)):
    check = copy.deepcopy(research)
    # 벽 세우기
    for x, y in wall:
        check[x][y] = 1

    # 바이러스 bfs 퍼지기
    for x, y in virus:
        bfs(x, y)
    result = max(result, sum(check[i].count(0) for i in range(n)))

print(result)

 

❍ CODE_BFS

import sys
from itertools import combinations
from collections import deque
import copy

input = sys.stdin.readline

def bfs(x, y):
    queue = deque()
    queue.append((x, y))
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        for dx, dy in direction:
            nx, ny = x + dx, y + dy
            if nx >= 0 and nx < n and ny >= 0 and ny < m:
                if check[nx][ny] == 0:
                    check[nx][ny] = 2
                    queue.append((nx, ny))

n, m = map(int, input().split())
research = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
direction = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]
wall = []
virus = []
for i in range(n):
    for j in range(m):
        # 벽을 세울 수 있는 칸이라면,
        if research[i][j] == 0:
            wall.append((i, j))
        # 바이러스
        elif research[i][j] == 2:
            virus.append((i, j))

result = 0
for wall in list(combinations(wall, 3)):
    check = copy.deepcopy(research)
    # 벽 세우기
    for x, y in wall:
        check[x][y] = 1

    # 바이러스 bfs 퍼지기
    for x, y in virus:
        bfs(x, y)
    result = max(result, sum(check[i].count(0) for i in range(n)))

print(result)

 

❍ CODE_DFS

import sys
from itertools import combinations
from collections import deque
import copy

input = sys.stdin.readline

def dfs(x, y):
    for dx, dy in direction:
        nx, ny = x + dx, y + dy
        if nx >= 0 and nx < n and ny >= 0 and ny < m:
            if check[nx][ny] == 0:
                check[nx][ny] = 2
                dfs(nx, ny)

n, m = map(int, input().split())
research = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
direction = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]
wall = []
virus = []
for i in range(n):
    for j in range(m):
        # 벽을 세울 수 있는 칸이라면,
        if research[i][j] == 0:
            wall.append((i, j))
        # 바이러스
        elif research[i][j] == 2:
            virus.append((i, j))

result = 0
for wall in list(combinations(wall, 3)):
    check = copy.deepcopy(research)
    # 벽 세우기
    for x, y in wall:
        check[x][y] = 1

    # 바이러스 bfs 퍼지기
    for x, y in virus:
        dfs(x, y)
    result = max(result, sum(check[i].count(0) for i in range(n)))

print(result)

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❏ 삽질 기록

❍ Issue #1

list1 = [[0, 0], [0, 0]]
for i in range(1):
	list2 = list1[:]
	# list2 = list1.copy()
	# list2 = [] + list1
	list2[0][0] = 100
	print(list1)
	print(list2)

list2에게 변화를 주면 list1에는 변화가 일어나지 않을 거라고 생각했는데, 똑같이 변화하는 문제가 발생했다.

이는 list2 = copy.deepcopy(list1)으로 해결할 수가 있었는데, 찾아보니 얇은 복사와 깊은 복사로 깊은 복사를 해주어야지만 독립적인 리스트가 생성되어 문제를 해결할 수 있었다.