[백준]15683: 감시(java)

https://www.acmicpc.net/problem/15683

15683번: 감시

문제

스타트링크의 사무실은 1×1크기의 정사각형으로 나누어져 있는 N×M 크기의 직사각형으로 나타낼 수 있다. 사무실에는 총 K개의 CCTV가 설치되어져 있는데, CCTV는 5가지 종류가 있다. 각 CCTV가 감시할 수 있는 방법은 다음과 같다.

1번	2번	3번	4번	5번

1번 CCTV는 한 쪽 방향만 감시할 수 있다. 2번과 3번은 두 방향을 감시할 수 있는데, 2번은 감시하는 방향이 서로 반대방향이어야 하고, 3번은 직각 방향이어야 한다. 4번은 세 방향, 5번은 네 방향을 감시할 수 있다.

CCTV는 감시할 수 있는 방향에 있는 칸 전체를 감시할 수 있다. 사무실에는 벽이 있는데, CCTV는 벽을 통과할 수 없다. CCTV가 감시할 수 없는 영역은 사각지대라고 한다.

CCTV는 회전시킬 수 있는데, 회전은 항상 90도 방향으로 해야 하며, 감시하려고 하는 방향이 가로 또는 세로 방향이어야 한다.

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 6 0
0 0 0 0 0 0

지도에서 0은 빈 칸, 6은 벽, 1~5는 CCTV의 번호이다. 위의 예시에서 1번의 방향에 따라 감시할 수 있는 영역을 '#'로 나타내면 아래와 같다.

→	←	↑	↓

CCTV는 벽을 통과할 수 없기 때문에, 1번이 → 방향을 감시하고 있을 때는 6의 오른쪽에 있는 칸을 감시할 수 없다.

0 0 0 0 0 0
0 2 0 0 0 0
0 0 0 0 6 0
0 6 0 0 2 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 5

위의 예시에서 감시할 수 있는 방향을 알아보면 아래와 같다.

왼쪽 상단 2: ↔, 오른쪽 하단 2: ↔	왼쪽 상단 2: ↔, 오른쪽 하단 2: ↕	왼쪽 상단 2: ↕, 오른쪽 하단 2: ↔	왼쪽 상단 2: ↕, 오른쪽 하단 2: ↕

CCTV는 CCTV를 통과할 수 있다. 아래 예시를 보자.

0 0 2 0 3
0 6 0 0 0
0 0 6 6 0
0 0 0 0 0

위와 같은 경우에 2의 방향이 ↕ 3의 방향이 ←와 ↓인 경우 감시받는 영역은 다음과 같다.

# # 2 # 3
0 6 # 0 #
0 0 6 6 #
0 0 0 0 #

사무실의 크기와 상태, 그리고 CCTV의 정보가 주어졌을 때, CCTV의 방향을 적절히 정해서, 사각 지대의 최소 크기를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 사무실의 세로 크기 N과 가로 크기 M이 주어진다. (1 ≤ N, M ≤ 8)

둘째 줄부터 N개의 줄에는 사무실 각 칸의 정보가 주어진다. 0은 빈 칸, 6은 벽, 1~5는 CCTV를 나타내고, 문제에서 설명한 CCTV의 종류이다. 

CCTV의 최대 개수는 8개를 넘지 않는다.

출력

첫째 줄에 사각 지대의 최소 크기를 출력한다.

예제 입력 1 

4 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 6 0
0 0 0 0 0 0

예제 출력 1 

20

---

풀이

cctv의 감시가 어느 방향인지에따른 사각지대 최소를 구해야한다.

우리가 평소에 dfs를 통해서 순욜 혹은 조합을 구하는 것 처럼 재귀를 잘 이용해서 풀어야하는 문제였다.

 

각각의 방향 탐색 함수는 다음과 같다.

1. 왼쪽을 볼 수 있다면

public static void checkLeft(int[][] map, int x, int y) {
    for(int i=y-1; i>=0; i--) {
        if(map[x][i] == 6) return;
        if(map[x][i] != 0) continue;
        map[x][i] = -1;
    }
}

벽이라면 함수가 종료되지만 벽이 아닌 cctv라면 -1로 바꿔주지만 않고 넘긴다. -1은 현재 cctv가 보고있는 시야를 표시한다.

2. 오른쪽

public static void checkRight(int[][] map, int x, int y) {
    for(int i=y+1; i<M; i++) {
        if(map[x][i] == 6) return;
        if(map[x][i] != 0) continue;
        map[x][i] = -1;
    }
}

3. 위

public static void checkUp(int[][] map, int x, int y) {
    for(int i=x-1; i>=0; i--) {
        if(map[i][y] == 6) return;
        if(map[i][y] != 0) continue;
        map[i][y] = -1;
    }
}

4. 아래

public static void checkDown(int[][] map, int x, int y) {
    for(int i=x+1; i<N; i++) {
        if(map[i][y] == 6) return;
        if(map[i][y] != 0) continue;
        map[i][y] = -1;
    }
}

 

dfs를 돌리는 로직은 다음과 같다.

cctv의 0번부터 cctv의 모든것을 하나씩 체크하는데

0번의 cctv가 놓일 수 있는 경우를 모두 재귀적으로 담아야한다.

이 때 우린 깊은 복사를 통해 복사된 배열을 이용해야 재귀 스택에서 빠져나왔을 때 이전 배열과 빠져나온 후 배열이 같음을 유의해야한다.

전체 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.StringTokenizer;

public class BJ_G4_15683_감시 {
    static class Point{
        int x;
        int y;
        int cctvNum;
        Point(int x, int y, int cctvNum) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.cctvNum = cctvNum;
        }
    }
    static int N, M;
    static int min = Integer.MAX_VALUE;
    static int[][] dist = {{}, {0, 1, 2, 3}, {}, {}, {}, {}};
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int[][] map = new int[N][M];
        ArrayList<Point> cctv = new ArrayList<>();

        for(int i=0; i<N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for(int j=0; j<M; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                //벽이나 빈 곳이 아닐 때 = cctv인 경우
                if(map[i][j] != 0 && map[i][j] != 6) {
                    cctv.add(new Point(i, j, map[i][j]));
                }
            }
        }

        dfs(0, map, cctv);
        System.out.println(min);
    }

    public static void dfs(int cnt, int[][] map, ArrayList<Point> cctv) {
        if(cnt == cctv.size()) {
            min = Math.min(min, getZeroCnt(map));
            return;
        }

        int cctvNum = cctv.get(cnt).cctvNum;
        int x = cctv.get(cnt).x;
        int y = cctv.get(cnt).y;
        int[][] tmp;
        if(cctvNum == 1) {
            tmp = copyMap(map);
            checkLeft(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkRight(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkDown(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkUp(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);
        } else if (cctvNum == 2) {
            tmp = copyMap(map);
            checkLeft(tmp, x, y);
            checkRight(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkUp(tmp, x, y);
            checkDown(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);
        } else if (cctvNum == 3) {
            tmp = copyMap(map);
            checkLeft(tmp, x, y);
            checkUp(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkUp(tmp, x, y);
            checkRight(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkRight(tmp, x, y);
            checkDown(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkDown(tmp, x, y);
            checkLeft(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);
        } else if(cctvNum == 4) {
            tmp = copyMap(map);
            checkLeft(tmp, x, y);
            checkUp(tmp, x, y);
            checkRight(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkUp(tmp, x, y);
            checkRight(tmp, x, y);
            checkDown(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkRight(tmp, x, y);
            checkDown(tmp, x, y);
            checkLeft(tmp ,x , y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);

            tmp = copyMap(map);
            checkDown(tmp, x, y);
            checkLeft(tmp ,x , y);
            checkUp(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);
        } else if(cctvNum == 5) {
            tmp = copyMap(map);
            checkRight(tmp, x, y);
            checkDown(tmp, x, y);
            checkLeft(tmp ,x , y);
            checkUp(tmp, x, y);
            dfs(cnt+1, tmp, cctv);
        }
    }

    public static void checkLeft(int[][] map, int x, int y) {
        for(int i=y-1; i>=0; i--) {
            if(map[x][i] == 6) return;
            if(map[x][i] != 0) continue;
            map[x][i] = -1;
        }
    }

    public static void checkRight(int[][] map, int x, int y) {
        for(int i=y+1; i<M; i++) {
            if(map[x][i] == 6) return;
            if(map[x][i] != 0) continue;
            map[x][i] = -1;
        }
    }

    public static void checkUp(int[][] map, int x, int y) {
        for(int i=x-1; i>=0; i--) {
            if(map[i][y] == 6) return;
            if(map[i][y] != 0) continue;
            map[i][y] = -1;
        }
    }

    public static void checkDown(int[][] map, int x, int y) {
        for(int i=x+1; i<N; i++) {
            if(map[i][y] == 6) return;
            if(map[i][y] != 0) continue;
            map[i][y] = -1;
        }
    }

    public static int getZeroCnt(int[][] map) {
        int zerCnt = 0;
        for(int i=0; i<N; i++) {
            for(int j=0; j<M; j++) {
                if(map[i][j] == 0) zerCnt++;
            }
        }
        return zerCnt;
    }

    public static int[][] copyMap(int[][] map) {
        int[][]tmp = new int[N][M];
        for(int i=0; i<N; i++) {
            for(int j=0; j<M; j++) {
                tmp[i][j] = map[i][j];
            }
        }
        return tmp;
    }

    public static boolean isIn(int x, int y) {
        return 0<=x && x<N && 0<=y && y<M;
    }
}