[백준] 17142번 / 연구소 3 / 파이썬(Python)

17142번: 연구소 3 (acmicpc.net)

17142번: 연구소 3

문제

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.

 

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

 

입력

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 비활성 바이러스의 위치이다. 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

주의할 점은 바이러스가 퍼지는 것이 동시에 일어난 다는 것이다. time 변수를 이용하여 바이러스가 퍼지는 시간을 저장하도록 한다. https://harami.tistory.com/39 과 마찬가지로 M개의 바이러스를 뽑아 바이러스가 퍼지는 최소 시간을 구한다. 

• 바이러스의 위치 좌표, 빈칸의 수 조사
• 조합을 이용해 활성시킬 바이러스 경우의 수 구함
• BFS알고리즘을 이용해 활성 바이러스가 퍼지는 좌표 구함
• 바이러스가 한 타임에 다 퍼진 후 time +1 하여 동시에 일어나도록 함

 

코드

from itertools import combinations
from collections import deque

INF = 100000

def is_board(x, y):
    if 0 <= x < n and 0 <= y < n:
        return True
    return False

def bfs(q, blank_cnt):
    visited = [[0]*n for _ in range(n)]
    time = 0

    while True:
        # 1초 동안 늘어난 바이러스 개수
        length = len(q)
        # 빈칸이 없는 경우
        if blank_cnt == 0:
            return time
        # 바이러스가 복제 X
        elif length == 0:
            return INF
        # 큐에 추가된 바이러스 수 만큼 탐색이 끝난 후 time +1
        time += 1
        for t in range(length):
            x, y = q.popleft()
            if visited[x][y] == 0:
                visited[x][y] = 1

            for d in range(4):
                nx = x + dx[d]
                ny = y + dy[d]
                # 격자 내 존재하지 않으면 넘김
                if not is_board(nx, ny):
                    continue
                    # 방문 하지 않고, 빈칸인 경우
                if visited[nx][ny] == 0 and virus_map[nx][ny] == 0:
                    q.append([nx, ny])
                    blank_cnt -= 1
                    visited[nx][ny] = 1

                # 방문 하지 않고, 비활성 바이러스인 경우
                elif visited[nx][ny] == 0 and virus_map[nx][ny] == 2:
                    q.append([nx, ny])
                    visited[nx][ny] = 1


n, m = map(int, input().split())
virus_map = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]

virus = []
blank_cnt = 0

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

# 완전탐색으로 바이러스 위치 저장 / 빈칸 수 세기
# 0: 빈칸, 1: 벽, 2: 바이러스
for i in range(n):
    for j in range(n):
        if virus_map[i][j] == 0:
            blank_cnt += 1
        elif virus_map[i][j] == 2:
            virus.append([i, j])
result = INF
for comb in combinations(virus, m):
    q = deque()

    for v in comb:
        q.append(v)
    tmp = bfs(q, blank_cnt)
    result = min(result, tmp)

if result == INF:
    print(-1)
else:
    print(result)