[백준/C++] 18405번 : 경쟁적 전염 (BFS 연습)

경쟁적 전염 

문제

NxN 크기의 시험관이 있다. 시험관은 1x1 크기의 칸으로 나누어지며, 특정한 위치에는 바이러스가 존재할 수 있다. 모든 바이러스는 1번부터 K번까지의 바이러스 종류 중 하나에 속한다.

시험관에 존재하는 모든 바이러스는 1초마다 상, 하, 좌, 우의 방향으로 증식해 나간다. 단, 매 초마다 번호가 낮은 종류의 바이러스부터 먼저 증식한다. 또한 증식 과정에서 특정한 칸에 이미 어떠한 바이러스가 존재한다면, 그 곳에는 다른 바이러스가 들어갈 수 없다.

시험관의 크기와 바이러스의 위치 정보가 주어졌을 때, S초가 지난 후에 (X,Y)에 존재하는 바이러스의 종류를 출력하는 프로그램을 작성하시오. 만약 S초가 지난 후에 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는다면, 0을 출력한다. 이 때 X와 Y는 각각 행과 열의 위치를 의미하며, 시험관의 가장 왼쪽 위에 해당하는 곳은 (1,1)에 해당한다.

예를 들어 다음과 같이 3x3 크기의 시험관이 있다고 하자. 서로 다른 1번, 2번, 3번 바이러스가 각각 (1,1), (1,3), (3,1)에 위치해 있다. 이 때 2초가 지난 뒤에 (3,2)에 존재하는 바이러스의 종류를 계산해보자.

 

1초가 지난 후에 시험관의 상태는 다음과 같다.

 

2초가 지난 후에 시험관의 상태는 다음과 같다.

 

결과적으로 2초가 지난 뒤에 (3,2)에 존재하는 바이러스의 종류는 3번 바이러스다. 따라서 3을 출력하면 정답이다.

입력

첫째 줄에 자연수 N, K가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. (1 ≤ N ≤ 200, 1 ≤ K ≤ 1,000) 둘째 줄부터 N개의 줄에 걸쳐서 시험관의 정보가 주어진다. 각 행은 N개의 원소로 구성되며, 해당 위치에 존재하는 바이러스의 번호가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. 단, 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는 경우 0이 주어진다. 또한 모든 바이러스의 번호는 K이하의 자연수로만 주어진다. N+2번째 줄에는 S, X, Y가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. (0 ≤ S ≤ 10,000, 1 ≤ X, Y ≤ N)

출력

S초 뒤에 (X,Y)에 존재하는 바이러스의 종류를 출력한다. 만약 S초 뒤에 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는다면, 0을 출력한다.

예제 입력 1

3 3
1 0 2
0 0 0
3 0 0
2 3 2

예제 출력 1

3

예제 입력 2

3 3
1 0 2
0 0 0
3 0 0
1 2 2

예제 출력 2

0

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해당 문제는 BFS를 이용하여 풀 수 있는 문제였다.

 

첫번째 풀이 방법은 아래와 같다.

1️⃣ unordered_map 을 이용한 풀이

#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>

using namespace std;

unordered_map<int, queue<pair<int, int>>> vPos;

void SpreadVirus(vector<vector<int>>& arr, int& vNum)
{
	int moveX[4] = { -1,1,0,0 };
	int moveY[4] = { 0,0,-1,1 };

	int size = vPos[vNum].size();
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		int vX = vPos[vNum].front().first;
		int vY = vPos[vNum].front().second;
		vPos[vNum].pop();

		for (int m = 0; m < 4; m++)
		{
			int x = vX + moveX[m];
			int y = vY + moveY[m];

			if (x < 0 || x >= arr.size() || y < 0 || y >= arr.size()) continue;
			if (arr[x][y] != 0) continue;

			arr[x][y] = vNum;
			vPos[vNum].push({ x, y });
		}
	}
}

int main()
{
	ios_base::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); cout.tie(0);

	int N, K;
	cin >> N >> K;

	vector<vector<int>> arr(N, vector<int>(N));
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			cin >> arr[i][j];
			if (arr[i][j] != 0)
				vPos[arr[i][j]].push({ i, j });
		}
	}

	int S, X, Y;
	cin >> S >> X >> Y;

	for (int s = 0; s < S; s++)
	{
		for (int k = 1; k <= K; k++)
			SpreadVirus(arr, k);
	}

	cout << arr[X - 1][Y - 1];

	return 0;
}

1. 시험관 배열을 입력받으면서 바이러스 숫자를 Key값으로 하여 바이러스가 존재하는 위치를 저장하는 unordered_map을 초기화한다. 

2. 입력받은 S만큼 1부터 바이러스의 최댓값인 K까지의 바이러스 퍼뜨리기를 진행하는 SpreadVirus 함수를 호출한다.

3. 새로운 바이러스가 퍼지기 전 map[virus number]의 크기만큼 for문을 돌리며 기존의 바이러스를 상,하,좌,우 네 방향으로 퍼뜨린다.

2️⃣ deque 을 이용한 풀이

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <deque>

using namespace std;

deque<tuple<int, int, int>> virus;

void SpreadVirus(vector<vector<int>>& arr, tuple<int, int, int> n)
{
	int moveX[4] = { -1,1,0,0 };
	int moveY[4] = { 0,0,-1,1 };

	for (int m = 0; m < 4; m++)
	{
		int x = get<0>(n) + moveX[m];
		int y = get<1>(n) + moveY[m];

		if (x < 0 || x >= arr.size() || y < 0 || y >= arr.size()) continue;
		if (arr[x][y] != 0) continue;

		arr[x][y] = get<2>(n);
		virus.emplace_back(x, y, get<2>(n));
	}
}

int main()
{
	ios_base::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); cout.tie(0);

	int N, K;
	cin >> N >> K;

	vector<vector<int>> arr(N, vector<int>(N));
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		for (int j = 0; j < N; j++)
		{
			cin >> arr[i][j];
			if (arr[i][j] != 0)
				virus.emplace_back(i, j, arr[i][j]);
		}
	}

	// 바이러스 번호 순으로 오름차순 정렬
	sort(virus.begin(), virus.end(), [](tuple<int, int, int> a, tuple<int, int, int> b)
	{
	return get<2>(a) < get<2>(b);
	});

	int S, X, Y;
	cin >> S >> X >> Y;

	for (int s = 0; s < S; s++)
	{
		// 새로운 바이러스 감염 전 존재하는 바이러스 먼저 한 턴 퍼뜨리기
		int size = virus.size();
		for (int i = 0; i < size; i++)
		{
			SpreadVirus(arr, virus.front());
			virus.pop_front();
		}
	}

	cout << arr[X - 1][Y - 1];

	return 0;
}

deque는 queue와 stack을 모두 합쳐놓은 형태로, 앞 뒤 어느 방향으로든지 데이터를 삽입/삭제 할 수 있다.

deque를 이용하여 풀이한 방법을 설명하자면 아래와 같다.

 

1. 차례로 바이러스의 x위치, y위치, 바이러스 숫자를 tuple<int, int, int>로 저장하는 deque를 선언한다.

2. 시험관 배열에 바이러스를 입력받고 난 뒤, 바이러스 숫자를 기준으로 deque를 오름차순 정렬한다.

3. deque에 위치한 원소들의 개수만큼만 for문을 돌리며 새로운 바이러스에 감염되기 전 존재하는 기존 바이러스만 deque의 front를 뽑아 SpreadVirus 함수를 진행시킨다.

4. 바이러스에 추가적으로 감염된 위치값은 deque의 맨 뒤에 추가하여 1부터 K까지의 모든 바이러스 퍼뜨리기가 끝난 후, 새롭게 퍼뜨려질 수 있도록 구성하였다.

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https://www.acmicpc.net/problem/18405

18405번: 경쟁적 전염