[BOJ] 17141번 연구소2 파이썬

문제

인체에 치명적인 바이러스를 연구하던 연구소에 승원이가 침입했고, 바이러스를 유출하려고 한다. 승원이는 연구소의 특정 위치에 바이러스 M개를 놓을 것이고, 승원이의 신호와 동시에 바이러스는 퍼지게 된다.

연구소는 크기가 N×N인 정사각형으로 나타낼 수 있으며, 정사각형은 1×1 크기의 정사각형으로 나누어져 있다. 연구소는 빈 칸, 벽으로 이루어져 있으며, 벽은 칸 하나를 가득 차지한다.

일부 빈 칸은 바이러스를 놓을 수 있는 칸이다. 바이러스는 상하좌우로 인접한 모든 빈 칸으로 동시에 복제되며, 1초가 걸린다.

예를 들어, 아래와 같이 연구소가 생긴 경우를 살펴보자. 0은 빈 칸, 1은 벽, 2는 바이러스를 놓을 수 있는 칸이다.

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 2 0 1 1
0 1 0 0 0 0 0
2 1 0 0 0 0 2

M = 3이고, 바이러스를 아래와 같이 놓은 경우 6초면 모든 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 있다. 벽은 -, 바이러스를 놓은 위치는 0, 빈 칸은 바이러스가 퍼지는 시간으로 표시했다.

6 6 5 4 - - 2
5 6 - 3 - 0 1
4 - - 2 - 1 2
3 - 2 1 2 2 3
2 2 1 0 1 - -
1 - 2 1 2 3 4
0 - 3 2 3 4 5

시간이 최소가 되는 방법은 아래와 같고, 5초만에 모든 칸에 바이러스를 퍼뜨릴 수 있다.

0 1 2 3 - - 2
1 2 - 3 - 0 1
2 - - 2 - 1 2
3 - 2 1 2 2 3
3 2 1 0 1 - -
4 - 2 1 2 3 4
5 - 3 2 3 4 5

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

입력

첫째 줄에 연구소의 크기 N(5 ≤ 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 칸이다. 2의 개수는 M보다 크거나 같고, 10보다 작거나 같은 자연수이다.

출력

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

 

풀이 및 코드

#bfs #조합

1. dfs를 사용하여 바이러스의 위치 조합하는 경우

브루트포스와 dfs를 이용하여 바이러스가 놓여지는 위치를 구하고 그 위치에 대해 bfs를 이용하여 바이러스를 전파시킨다.

from collections import deque
import sys

N, M = map(int, input().split())
arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(N)]
q = deque()
visited = [[-1]*N for _ in range(N)]

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

def bfs():
    global ans
    cnt = 0
    while q:
        x, y = q.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x+dx[i]
            ny = y+dy[i]
            if 0<=nx<N and 0<=ny<N and visited[nx][ny]==-1:
                if arr[nx][ny]==0:
                    visited[nx][ny]=visited[x][y]+1
                    cnt = max(cnt, visited[nx][ny])
                    q.append((nx,ny))

    for i in range(N):
        for j in range(N):
            if arr[i][j]==0 and visited[i][j]==-1:
                cnt = sys.maxsize

    ans = min(ans, cnt)

#dfs 사용해서 조합 구현
def dfs(index, cnt):
    global visited, q
    if cnt==M:
        visited = [[-1]*N for _ in range(N)]
        q = deque()
        for i in range(len(virus)):
            if select[i]:
                q.append((virus[i][0], virus[i][1]))
                visited[virus[i][0]][virus[i][1]] = 0

        bfs()
        return

    for i in range(index, len(virus)):
        if select[i]:
            continue
        select[i] = 1
        dfs(i+1, cnt+1)
        select[i] = 0


virus = []
for i in range(N):
    for j in range(N):
        if arr[i][j]==2:
            virus.append([i,j])
            arr[i][j] = 0

select = [0 for _ in range(10)]
ans = sys.maxsize

dfs(0,0)
if ans == sys.maxsize:
    print(-1)
else:
    print(ans)

 2. 파이썬의 combinations를 이용하여 조합을 구하는 경우

파이썬의 내장 함수인 combinations를 이용하여 바이러스가 놓여지는 위치를 구한다.

cf) permutations
순열, 순서를 고려해야하는 경우([1,2]!=[2,1] 인 경우)
permutations(arr, 2) 
cf) product
두 개 이상의 리스트에서 조합 구하는 방법
product(*arr)

from collections import deque
from itertools import combinations
import sys

N, M = map(int, input().split())
arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(N)]
q = deque()

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

answer = sys.maxsize

def bfs(v):
    q = deque(v)
    visited = [[-1]*N for _ in range(N)]
    cnt = 0
    for x,y in q:
        visited[x][y] = 0

    while q:
        x, y = q.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x+dx[i]
            ny = y+dy[i]
            if 0<=nx<N and 0<=ny<N and visited[nx][ny]==-1:
                if arr[nx][ny]!=1:
                    visited[nx][ny]=visited[x][y]+1
                    cnt = max(cnt, visited[nx][ny])
                    q.append((nx,ny))

    for i in range(N):
        for j in range(N):
            if arr[i][j]==0 and visited[i][j]==-1:
                return sys.maxsize

    return cnt


#바이러스 좌표 저장
virus = []
for i in range(N):
    for j in range(N):
        if arr[i][j]==2:
            virus.append([i,j])

#바이러스 좌표로 조합. 조합 경우의 수에 따라 bfs
for v in combinations(virus, M):
    answer = min(bfs(v), answer)

if answer==sys.maxsize:
    print(-1)
else:
    print(answer)