[Python][백준] 14502_연구소

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

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.

---

다음과 같은 풀이순서로 문제를 풀이해나갔다.

 

(1) 전체 칸에서 빈 칸 3군데를 선택하여 벽 놓기

: arr를 순회하면서 0이면 선택하고 선택num을 1증가 시킨 뒤 재귀로 arr의 다음 인덱스부터 다시 순회하며 벽을 놓을 0을 찾았다.

(이전 풀이에서는 arr의 0만 모아 arrayList를 만들고 조합(Combination)으로 이 중 3개를 선택하는 방법을 사용했었는데 더 좋은 방법인듯 하다.)

 

(2) 벽 3개를 놓은 뒤, 바이러스 퍼트리기

: arr에서 값이 2인칸들을 que에 넣고 너비우선탐색(BFS)으로 퍼트렸다.

** 3개의 벽을 선택한 뒤 bfs를 수행하고, 다시 벽을 선택하는 상태로 arr가 유지되어야하기 때문에 copy.deepcopy(arr) 로 깊은 복사(Deep Copy)를 했다.

 

(3) 남아있는 0번 칸의 갯수를 세서 max값 구하기

 

import sys, copy
from collections import deque

def sel(x, y, num):
    
    if num == 3:     # 3개 벽 선택 후에 바이러스 퍼트려보기
        # print(arr)
        arr2 = copy.deepcopy(arr) # 깊은 복사
        start(arr2)
        return

    for i in range(x, N):
        for j in range(M):
            if i == x and j < y:
                continue
            
            if arr[i][j] == 0:
                arr[i][j] = 1
                sel(i + (j+1)//M, (j+1)%M, num+1)
                arr[i][j] = 0

def start(arr2): # 바이러스 퍼트리기
    global maxCnt

    que = deque()
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            if arr2[i][j] == 2:
                que.append((i, j))
    
    while que:
        tmp = que.popleft()
        for n in range(4):
            ni, nj = tmp[0] + di[n], tmp[1] + dj[n]
            if ni>=0 and ni < N and nj>=0 and nj < M and arr2[ni][nj] == 0:
                arr2[ni][nj] = 2
                que.append((ni, nj))
    
    cnt = 0
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            if arr2[i][j] == 0:
                cnt += 1

    maxCnt = max(cnt, maxCnt)

### MAIN
di, dj = [0, 1, 0, -1], [1, 0, -1, 0]
N, M = map(int, sys.stdin.readline().strip().split())
maxCnt = 0

arr = [] # 0 빈칸, 1 벽, 2 바이러스
for _ in range(N):
    arr.append(list(map(int, sys.stdin.readline().strip().split())))

sel(0, 0, 0)
print(maxCnt)