[BOJ / Node.js] 17141. 연구소2

17141번: 연구소 2

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.

예제 입력 1 복사

7 3
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

예제 출력 1 복사

5

 

 

Solve

• 바이러스의 위치를 저장해두고 조합 함수를 사용하여 바이러스가 가능한 위치의 모든 조합을 탐색합니다.
• visited 배열에 바이러스의 시작 위치를 0, 벽을 -2, 탐색이 되지않은 곳을 -1이라고 가정하고, BFS를 활용하여 바이러스가 퍼지는 구간에 현재 위치의 +1을 해주며 바이러스가 퍼졌던 시간을 구할 수 있게끔 값을 저장하였습니다.
• BFS함수는 최대 시간을 리턴하며, 모든 칸을 채울 수 없는 경우에는 -1을 리턴하도록 하여 최소값을 저장하는 과정에서 예외처리를 할 수 있도록 하였습니다.
• answer가 초기값 Infinity일 경우 어떤 경우든 채울 수 없는 경우이기 때문에 -1을 리턴합니다.

Code

class Node {
  constructor(data) {
    this.data = data;
    this.next = null;
  }
}

class Queue {
  constructor() {
    this.head = null;
    this.tail = null;
    this.length = 0;
  }

  empty() {
    return this.length === 0 ? 1 : 0;
  }

  enqueue(element) {
    const newNode = new Node(element);
    if (!this.head) this.head = newNode;
    else this.tail.next = newNode;

    this.tail = newNode;
    this.length++;
  }

  dequeue() {
    if (!this.head) return -1;
    const data = this.head.data;
    this.head = this.head.next;
    this.length--;
    return data;
  }

  getSize() {
    return this.length;
  }

  front() {
    if (!this.length) return -1;
    return this.head.data;
  }

  back() {
    if (!this.length) return -1;
    return this.tail.data;
  }
}
function getCombinations(arr, selectNumber) {
  const results = [];
  if (selectNumber === 1) return arr.map((el) => [el]);

  arr.forEach((fixed, index, origin) => {
    const rest = origin.slice(index + 1);
    const combinations = getCombinations(rest, selectNumber - 1);
    const attached = combinations.map((el) => [fixed, ...el]);
    results.push(...attached);
  });

  return results;
}

const input = require("fs")
  .readFileSync("/dev/stdin")
  .toString()
  .trim()
  .split("\n");
const [n, m] = input
  .shift()
  .split(" ")
  .map((el) => +el);
const arr = input.map((el) => el.split(" ").map((el) => +el));
let answer = Infinity;

const isPossible = (board) => {
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      if (board[i][j] === -1) return false;
    }
  }
  return true;
};

const virusIndex = [];
for (let i = 0; i < n; i++) {
  for (let j = 0; j < n; j++) {
    if (arr[i][j] === 2) virusIndex.push([i, j]);
  }
}
const wallCheck = (board) => {
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      if (arr[i][j] === 1) board[i][j] = -2;
    }
  }
};

const bfs = (virus) => {
  const visited = Array.from({ length: n }, () =>
    Array.from({ length: n }, () => -1)
  );
  wallCheck(visited);
  const dx = [-1, 0, 1, 0];
  const dy = [0, 1, 0, -1];
  let max = 0;

  const queue = new Queue();
  while (virus.length) {
    const popped = virus.pop();
    visited[popped[0]][popped[1]] = 0;
    queue.enqueue(popped);
  }

  while (queue.length) {
    const [x, y] = queue.dequeue();

    for (let i = 0; i < 4; i++) {
      const nx = x + dx[i];
      const ny = y + dy[i];
      if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= n || ny >= n) continue;
      if (arr[nx][ny] === 1) continue;
      if (visited[nx][ny] > -1) continue;

      visited[nx][ny] = visited[x][y] + 1;
      max = Math.max(max, visited[nx][ny]);
      queue.enqueue([nx, ny]);
    }
  }
  return isPossible(visited) ? max : -1;
};

const combi = getCombinations(
  Array.from({ length: virusIndex.length }, (v, k) => k),
  m
);
for (let i = 0; i < combi.length; i++) {
  const virus = combi[i].map((el) => virusIndex[el]);
  const pos = bfs(virus);
  if (pos !== -1) {
    answer = Math.min(answer, pos);
  }
}

console.log(answer === Infinity ? -1 : answer);