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컴퓨터/백준

java - 백준 알고리즘 - 15683 감시

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 이 문제는 N과 M의 크기, 감시카메라의 수가 최대 8개, 방향이 4개 밖에 없어 경우의 수가 크지 않을 것이라 생각하여 모든 경우의 수를 고려하는 브루트포스를 사용해서 풀었다.

 

문제를 푸는 생각의 과정은 이러하다.

1. 입력(arr배열)을 받으면서 카메라의 종류, 카메라의 x좌표, y좌표를 저장함. ( 인덱스 = 0~7 )

2. 카메라의 종류, 위치 ,방향에 따라 배열의 값을 바꾸는 함수를 구현 ( 감시받고 있는 공간을 7로 저장함 )

3. 1번에서 지정한 index에 따라 direction[ index ] 값을 바꾸어 방향으로 사용하였다.

4. 카메라가 3대 일 경우 direction[] 배열의 초기 상태는 { 1, 1, 0 } 이고 { 1, 1, 1 } -> { 1, 1, 2 } -> { 1, 1, 3 } -> { 1, 1, 4 } -> { 1, 2, 1 } -> { 1, 2, 2 }  ~ { 4, 4, 4 }로 바뀜

5. arr 배열 중 0인 수를 세어 count에 저장하고 result와 비교하여 작은 수를 result에 대입함.

6. 탐색이 1회 끝나면 count, arr[] 을 초기 값으로 돌려준 후 다음 탐색을 진행함.

 

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

 

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.

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 # 6 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
# # 1 0 6 0
0 0 0 0 0 0
0 0 # 0 0 0
0 0 # 0 0 0
0 0 1 0 6 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 6 0
0 0 # 0 0 0

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

0 0 0 0 0 #
# 2 # # # #
0 0 0 0 6 #
0 6 # # 2 #
0 0 0 0 0 #
# # # # # 5
0 0 0 0 0 #
# 2 # # # #
0 0 0 0 6 #
0 6 0 0 2 #
0 0 0 0 # #
# # # # # 5
0 # 0 0 0 #
0 2 0 0 0 #
0 # 0 0 6 #
0 6 # # 2 #
0 0 0 0 0 #
# # # # # 5
0 # 0 0 0 #
0 2 0 0 0 #
0 # 0 0 6 #
0 6 0 0 2 #
0 0 0 0 # #
# # # # # 5
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.

 

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

public class Main {

	static int N, M, index, count, result, wall;
	static int[][] arr, arr1;	// 입력을 받기 위한 배열
	static int[] x, y, num;		// 카메라 번호, 좌표 저장
	static int[] direction;		// 방향

	public static void main(String[] args) throws IOException {

		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		result = Integer.MAX_VALUE;
		arr = new int[N + 1][M + 1];
		arr1 = new int[N + 1][M + 1];

		x = new int[9];
		y = new int[9];
		num = new int[9];

		for (int i = 0; N > i; ++i) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for (int j = 0; M > j; ++j) {
				arr[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				arr1[i][j] = arr[i][j];		// 입력

				if (arr[i][j] != 0 && arr[i][j] != 6) {		// 카메라 번호, 좌표 저장
					num[index] = arr[i][j];
					x[index] = i;
					y[index] = j;
					++index;
				}
				if( arr[i][j] == 6) {
					++wall;
				}
			}
		}

		int tem = index;
		direction = new int[index];
		for (int i = 0; index-1 > i; ++i) {		// 방향 초기값 { 1, 1, 1, 0 }
			direction[i] = 1;
		}
		if (index == 0) {
			System.out.print(N*M - wall);
			return;
		}
		while (true) {

			if (direction[tem - 1] != 5) {  // direction 마지막인덱스 값 1씩 상승
				direction[tem - 1]++;
			}
			for (int j = index - 1; 1 <= j; --j) {	
				if (direction[j] == 5) {			// direction 배열의 값이 5라면
					direction[j] = 1;				// 배열의 값 1로 초기화
					direction[j - 1]++;				// 전 인덱스 값 1 상승
				}
			}

			for (int i = 0; index > i; ++i) {
				go(x[i], y[i], direction[i]);   	// 좌표, 방향에 따라 탐색 실시
			}

			for (int w = 0; N > w; ++w) {	
				for (int e = 0; M > e; ++e) {
					if (arr[w][e] == 0) {			// 배열 중 0 인값의 갯수
						++count;
					}
				}
			}

			for (int w = 0; N > w; ++w) {
				for (int e = 0; M > e; ++e) {
					arr[w][e] = arr1[w][e];			// 배열 초기값으로 돌리기
				}
			}
			if (result > count) {
				result = count;
			}
			count = 0;

			int y = 0;
			for (int r = 0; index > r; ++r) {
				if (direction[r] == 4) {
					++y;
				}
			}
			if (y == index) {		// direction배열이 { 4, 4, 4} 와 같은 상태이면 종료
				break;
			}

		}

		System.out.print(result);
	}

	static void goRight(int x, int y) {
		for (int i = y + 1; M > i; ++i) { // 오른쪽
			if (arr[x][i] == 0) {
				arr[x][i] = 7;
			} else if (arr[x][i] == 6) {
				break;
			}
		}
	}

	static void goLeft(int x, int y) {
		for (int i = y - 1; 0 <= i; --i) { // 왼쪽
			if (arr[x][i] == 0) {
				arr[x][i] = 7;
			} else if (arr[x][i] == 6) {
				break;
			}
		}
	}

	static void goDown(int x, int y) {
		for (int i = x + 1; N > i; ++i) { // 아래쪽
			if (arr[i][y] == 0) {
				arr[i][y] = 7;
			} else if (arr[i][y] == 6) {
				break;
			}
		}
	}

	static void goUp(int x, int y) {
		for (int i = x - 1; 0 <= i; --i) { // 위쪽
			if (arr[i][y] == 0) {
				arr[i][y] = 7;
			} else if (arr[i][y] == 6) {
				break;
			}
		}
	}

	static void go(int x, int y, int dir) { // dir 1오른쪽 2위쪽 3왼쪽 4아래쪽
		switch (arr[x][y]) {
		case 1:
			if (dir == 1) {
				goRight(x, y);
			} else if (dir == 2) {
				goUp(x, y);
			} else if (dir == 3) {
				goLeft(x, y);
			} else if (dir == 4) {
				goDown(x, y);
			}
			break;

		case 2:
			if (dir == 1 || dir == 3) {
				goRight(x, y);
				goLeft(x, y);
			} else if (dir == 2 || dir == 4) {
				goUp(x, y);
				goDown(x, y);
			}

			break;

		case 3:
			if (dir == 1) {
				goRight(x, y);
				goUp(x, y);
			} else if (dir == 2) {
				goRight(x, y);
				goDown(x, y);
			} else if (dir == 3) {
				goLeft(x, y);
				goDown(x, y);
			} else if (dir == 4) {
				goUp(x, y);
				goLeft(x, y);
			}
			break;
		case 4:
			if (dir == 1) {
				goRight(x, y);
				goLeft(x, y);
				goDown(x, y);
			} else if (dir == 2) {
				goRight(x, y);
				goUp(x, y);
				goLeft(x, y);
			} else if (dir == 3) {
				goUp(x, y);
				goLeft(x, y);
				goDown(x, y);
			} else if (dir == 4) {
				goRight(x, y);
				goUp(x, y);
				goDown(x, y);
			}
			break;

		case 5:
			goRight(x, y);
			goUp(x, y);
			goLeft(x, y);
			goDown(x, y);
			break;
		}

	}
}

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