[백준 17141번] 파이썬 - 연구소 2

백준 17141 - 연구소2

시간 제한 1초, 메모리 제한 512MB

# 조건

• 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.

# 접근 방법

• 조합과 bfs를 사용해준다.
• 입력받은 연구소를 순회하며 바이러스를 놓을 수 있는 모든 칸을 CAN_VIRUS에 저장하며 arr에서 0(빈 칸)으로 변경해주고고, 벽을 walls에 저장해준다.
• combinations를 활용하여 바이러스를 설치할 수 있는 조합의 경우를 구해주고 comb를 순회하며 로직을 수행한다.
  • bfs 실행을 위한 visited 배열을 만들어주고 walls에 기록된 좌표를 0으로 변경해준다.
  • 또한, 이번 턴에 바이러스를 심을 좌표를 visited에는 0, arr에는 2로 표시해주며 bfs를 실행한다.
• bfs에서는 현재 칸 기준 상,하,좌,우에 방문하지 않았고, 빈 칸인 경우 q에 넣어주고 visited[si][sj] + 1값을 ni, nj 좌표에 기록해준다.
  • 다만, 이 때 이미 최소 시간을 넘긴 값이 들어가게 된다면 return 해준다.
• 모든 탐색이 끝났다면 바이러스가 모든 칸에 퍼졌는지 확인해준다.
  • all 내장 함수를 사용하여 visited에 -1(빈 칸, 벽인 경우 이미 0이다)이 존재하는지 체크해주고 없다면 min_time과 비교해준다.

import sys
sys.stdin = open('input.txt')
input = sys.stdin.readline
from collections import deque
from itertools import combinations

def bfs():
    global min_time
    while q:
        si, sj = q.popleft()
        for d in range(4):
            ni, nj = si+di[d], sj+dj[d]
            if 0<=ni<N and 0<=nj<N:
                if visited[ni][nj] == -1 and arr[ni][nj] == 0:
                    q.append((ni, nj))
                    visited[ni][nj] = visited[si][sj] + 1
                    if visited[si][sj] + 1 > min_time:
                        return

    min_cnt = -1
    for v in visited:
        if all(num != -1 for num in v):
            min_cnt = max(min_cnt, max(v))
        else:
            break

    else:
        min_time = min(min_cnt, min_time)


N, M = map(int, input().split())
can_virus = []
walls = []
min_time = float('inf')
di, dj = [1, -1, 0, 0], [0, 0, 1, -1]

arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(N)]
for i in range(N):
    for j in range(N):
        if arr[i][j] == 2:
            can_virus.append((i, j))
            arr[i][j] = 0
        elif arr[i][j] == 1:
            walls.append((i, j))

for comb in combinations(can_virus, M):
    visited = [[-1] * N for _ in range(N)]
    for i, j in walls:
        visited[i][j] = 0

    q = deque()
    for i, j in comb:
        q.append((i, j))
        visited[i][j] = 0
        arr[i][j] = 2

    bfs()

    for i, j in comb:
        arr[i][j] = 0

print(min_time if min_time != float('inf') else -1)