백준 2638번 : 치즈
이번 문제는 n*m 크기의 모눈 종이 위에 치즈가 있고, 이 치즈가 외부 공기와 접촉 시 가장자리부터 녹아 없어질 때, 몇 시간이 걸리는지를 리턴하는 문제이다.
다시 말해, 가장자리가 녹을 때를 한 시간으로 생각하여 풀면 되는 문제이다.
참고로 모두 녹아 없어지는 시간을 리턴해야하고, 치즈가 있는 부분은 1, 없는 부분은 0으로 표시된다.
이 문제는 BFS로 탐색하여 풀었다.
우선 입력 받은 모눈 종이의 크기와 그래프, 탐색에 필요한 방향과 방문 여부 배열 등을 선언했다.
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public class Main {
static int n, m;
static int[][] arr;
static int[][] dir = { {-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1} }; // 상, 하, 좌, 우
static boolean[][] visited;
}
이 변수들을 바탕으로 연산을 실행할 것이다.
여느 문제와 같이, 메인 함수에 가장 먼저 그래프를 구현했다.
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public static void main(String[] args) throws java.io.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());
arr = new int[n][m];
visited = new boolean[n][m];
for (int i = 0; i < n; i++) {
st = new StringTokenizer(br.readLine());
for (int j = 0; j < m; j++) {
int x = Integer.parseInt(st.nextToken());
arr[i][j] = x;
}
}
이 그래프 구현 방식은 지금까지 해왔던 것이기 때문에 설명 없이 넘어간다.
다음으로는 각각 탐색과 외부 공기와 접촉한 치즈를 삭제하는 함수를 구현했다.
먼저 BFS 탐색 함수인데,
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public static void bfs() {
Queue<int[]> q = new LinkedList<>();
q.offer(new int[]{0, 0});
while (!q.isEmpty()) {
int[] cur = q.poll();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nx = cur[0] + dir[i][0];
int ny = cur[1] + dir[i][1];
if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && !visited[nx][ny] && arr[nx][ny] != 1) {
visited[nx][ny] = true;
arr[nx][ny] = -1; // 외부 공기
q.offer(new int[]{nx, ny});
}
}
}
}
위와 같이 구현했으며, 이 BFS 탐색 함수를 활용하여 외부 공기를 표시하고, 이후 외부 공기와 2면 이상 접촉한 치즈를 지우는 함수를 구현하여 풀어낼 수 있다.
외부 공기는 배열의 가장자리에 항상 존재한다고 가정해야하기 때문에 탐색은 0,0 좌표부터 시작하여 외부 공기와 접족하는 모든 위치를 찾아낸다.
이때 외부 공기와 접촉한 위치는 arr 배열에서 -1로 표현하고, visited 배열에서는 방문했다는 의미로 true 체크를 한다.
탐색을 진행하고, 다음은 치즈를 녹일 시간이다.
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// 외부 공기와 접촉한 치즈 삭제
public static boolean melt() {
boolean melted = false;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (arr[i][j] == 1) { // 치즈인 경우
int count = 0;
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int nx = i + dir[k][0];
int ny = j + dir[k][1];
if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && arr[nx][ny] == -1) { // 외부 공기와 접촉한 경우
count++;
}
}
if (count >= 2) { // 외부 공기와 2면 이상 접촉한 경우
arr[i][j] = 0; // 치즈 녹음
melted = true;
}
}
}
}
return melted;
}
melt 함수를 호출하게 되면 외부 공기와 접촉한 치즈를 녹인다.
이 함수에서는 모든 위치를 순회하면서 치즈인 위치를 찾고, 그 치즈가 외부 공기와 2면 이상 접촉하고 있는지를 확인한다.
만약 2면 이상 접촉하고 있다면 그 치즈를 녹이는데, 이 때 arr 배열에서는 0으로 표시하고 melted라는 변수를 true로 설정하여 치즈가 녹았음을 표시한다.
만약 melt 함수에서 더 이상 녹일 치즈가 없다면, 즉, melted 변수가 false라면 반복문을 종료하고 걸린 시간을 출력한다.
메인 함수의 출력 부분은 다음과 같다.
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int time = 0;
while (true) {
bfs(); // 외부 공기 찾음
if (!melt()) { // 녹일 치즈 없으면 종료
break;
}
time++;
visited = new boolean[n][m]; // 방문 초기화
}
System.out.println(time);
이를 통해 각 단계별로 시뮬레이션을 진행할 수 있고, visited로 중복을 회피한다.
전체 소스코드는 다음과 같다.
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import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;
public class Main {
static int n, m;
static int[][] dir = { {-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1} }; // 상, 하, 좌, 우
static int[][] arr;
static boolean[][] visited;
public static void main(String[] args) throws java.io.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());
arr = new int[n][m];
visited = new boolean[n][m];
for (int i = 0; i < n; i++) {
st = new StringTokenizer(br.readLine());
for (int j = 0; j < m; j++) {
int x = Integer.parseInt(st.nextToken());
arr[i][j] = x;
}
}
int time = 0;
while (true) {
bfs(); // 외부 공기 찾음
if (!melt()) { // 녹일 치즈 없으면 종료
break;
}
time++;
visited = new boolean[n][m]; // 방문 초기화
}
System.out.println(time);
}
public static void bfs() {
Queue<int[]> q = new LinkedList<>();
q.offer(new int[]{0, 0});
while (!q.isEmpty()) {
int[] cur = q.poll();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nx = cur[0] + dir[i][0];
int ny = cur[1] + dir[i][1];
if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && !visited[nx][ny] && arr[nx][ny] != 1) {
visited[nx][ny] = true;
arr[nx][ny] = -1; // 외부 공기
q.offer(new int[]{nx, ny});
}
}
}
}
// 외부 공기와 접촉한 치즈 삭제
public static boolean melt() {
boolean melted = false;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (arr[i][j] == 1) { // 치즈인 경우
int count = 0;
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int nx = i + dir[k][0];
int ny = j + dir[k][1];
if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && arr[nx][ny] == -1) { // 외부 공기와 접촉한 경우
count++;
}
}
if (count >= 2) { // 외부 공기와 2면 이상 접촉한 경우
arr[i][j] = 0; // 치즈 녹음
melted = true;
}
}
}
}
return melted;
}
}
이번 문제가 쉬웠던 건 아니고 어려웠다.
여기저기 이전에 풀었던 문제들과 어떻게 해야할지 고민하는 시간이 길었다.
이 문제가 골드3 단계라는 것에 조금 놀랐다.
꼭 이 시뮬레이션 문제는 골드 이상 수준이라 진짜 너무 어렵다.