백준 15683 감시 Kotlin (시뮬레이션)

문제 출처 : 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 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.

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.

알고리즘 분류

• 구현
• 브루트포스 알고리즘
• 시뮬레이션

풀이

어우

이렇게 코드가 길어지는 구현, 시뮬레이션 문제는 실수를 유발하기 때문에 난이도를 좀 더 높게 줘도 된다고 생각한다.

 

기본적으로 모든 경우를 탐색하는 완전 탐색 풀이이며, 조합(dfs)을 이용했다.

 

우선 문제에서 5번 cctv는 항상 상하좌우 네 줄을 감시한다.

따라서, 5번 cctv는 입력 받고 바로 감시하는 부분을 체크해줄 수 있다.

나머지 1~4번 cctv에서, 1,3,4번은 상,하,좌,우 방향으로 돌렸을 때 모두 cctv가 감시하는 구역이 다르고,

2번은 상하, 좌우를 보는 두 가지 경우가 있다.

 

cctv 최대 개수는 8개를 넘지 않기 때문에, 최대 8개의 cctv에서 5를 제외한 1,3,4 cctv는 각각 4 방향으로 돌려보고,

2 cctv는 2 방향으로 돌려본다. 이렇게 나온 모든 cctv 감시 구역에 대한 경우의 수를 check()함수를 구현해서 확인한 다음, cctv 사각 지대의 최솟값을 갱신한다.

 

모든 cctv 방향에 대한 경우의 수를 구하는 조합 부분만 짤 수 있다면, 결과에 대한 check함수만 짜면 되는데,

이 check함수에서 cctv가 감시하는 구역을 체크하는 과정에서 6을 만나는 경우, 다른 cctv를 만나는 경우 등의 조건이 있기 때문에 이를 실수 없이 구현하는 것이 관건이다.

코드

import kotlin.math.*

data class CCTV(var r : Int, var c : Int, var direct : Int)
val cctv = ArrayList<CCTV>()
var answer= 987654321

val dir = arrayOf(arrayOf(-1,0),arrayOf(0,1),arrayOf(1,0),arrayOf(0,-1))

fun check(graph : Array<IntArray>, n : Int, m : Int) : Int{
    var sum =0
    val copy = Array(n){r ->
        IntArray(m){c ->
            graph[r][c]
        }
    }
    for(tv in cctv){
        var nr = tv.r
        var nc = tv.c
        if(graph[tv.r][tv.c]==1){
            while(true) {
                nr += dir[tv.direct][0]
                nc += dir[tv.direct][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
        }
        else if(graph[tv.r][tv.c]==2){

            while(true) {
                nr += dir[tv.direct][0]
                nc += dir[tv.direct][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
            nr = tv.r
            nc = tv.c
            while(true) {
                nr += dir[tv.direct + 2][0]
                nc += dir[tv.direct + 2][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
        }
        else if(graph[tv.r][tv.c]==3){
            while(true) {
                nr += dir[tv.direct][0]
                nc += dir[tv.direct][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
            nr = tv.r
            nc = tv.c
            while(true) {
                nr += dir[(tv.direct + 1) % 4][0]
                nc += dir[(tv.direct + 1) % 4][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
        }
        else if(graph[tv.r][tv.c]==4) {
            while(true) {
                nr += dir[tv.direct][0]
                nc += dir[tv.direct][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
            nr = tv.r
            nc = tv.c
            while(true) {
                nr += dir[(tv.direct + 1) % 4][0]
                nc += dir[(tv.direct + 1) % 4][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
            nr = tv.r
            nc = tv.c
            while(true) {
                nr += dir[(tv.direct + 3) % 4][0]
                nc += dir[(tv.direct + 3) % 4][1]
                if (nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                if (graph[nr][nc] == 6) break
                if (graph[nr][nc] != 0) continue
                copy[nr][nc] = -1
            }
        }
    }
    for(i in 0 until n){
        for(j in 0 until m){
            if(copy[i][j]==0){
                sum++
            }
        }
    }
    return sum
}

fun dfs(idx : Int, graph : Array<IntArray>, n : Int, m : Int){

    if(idx==cctv.size){
        answer = min(answer,check(graph,n,m))
        return
    }
    //2인 경우 방향 상하, 좌우 두 경우
    if(graph[cctv[idx].r][cctv[idx].c]==2){
        for(i in 0 until 2){
            cctv[idx].direct=i
            dfs(idx + 1, graph, n, m)
        }
    }
    //나머지는 4방향 다 다름
    else {
        for (i in 0 until 4) {
            cctv[idx].direct = i
            dfs(idx + 1, graph, n, m)
        }
    }
}

fun main() = with(System.out.bufferedWriter()){
    val br = System.`in`.bufferedReader()
    val (n,m) = br.readLine().split(' ').map{ it.toInt() }
    val graph = Array(n){r->
        val line = br.readLine().split(' ').map{it.toInt()}
        IntArray(m){c->
            if(line[c] in 1..4){
                cctv.add(CCTV(r,c,0))
            }
            line[c]
        }
    }
    for(i in 0 until n){
        for(j in 0 until m){
            if(graph[i][j]==5){
                for(k in 0 until 4){
                    var nr = i
                    var nc = j
                    while(true){
                        nr +=dir[k][0]
                        nc +=dir[k][1]
                        if(nr !in 0 until n || nc !in 0 until m) break
                        if(graph[nr][nc]==6) break
                        if(graph[nr][nc]!=0)continue
                        graph[nr][nc]=-1
                    }
                }
            }
        }
    }
    dfs(0,graph,n,m)
    write("$answer")
    close()
}