[Baekjoon/C++] 2573번 - 빙산

[백준] Baekjoon Online Judge

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문제

지구 온난화로 인하여 북극의 빙산이 녹고 있다. 빙산을 그림 1과 같이 2차원 배열에 표시한다고 하자. 빙산의 각 부분별 높이 정보는 배열의 각 칸에 양의 정수로 저장된다. 빙산 이외의 바다에 해당되는 칸에는 0이 저장된다. 그림 1에서 빈칸은 모두 0으로 채워져 있다고 생각한다.

	2	4	5	3
	3		2	5	2
	7	6	2	4

그림 1. 행의 개수가 5이고 열의 개수가 7인 2차원 배열에 저장된 빙산의 높이 정보

빙산의 높이는 바닷물에 많이 접해있는 부분에서 더 빨리 줄어들기 때문에, 배열에서 빙산의 각 부분에 해당되는 칸에 있는 높이는 일년마다 그 칸에 동서남북 네 방향으로 붙어있는 0이 저장된 칸의 개수만큼 줄어든다. 단, 각 칸에 저장된 높이는 0보다 더 줄어들지 않는다. 바닷물은 호수처럼 빙산에 둘러싸여 있을 수도 있다. 따라서 그림 1의 빙산은 일년후에 그림 2와 같이 변형된다.

그림 3은 그림 1의 빙산이 2년 후에 변한 모습을 보여준다. 2차원 배열에서 동서남북 방향으로 붙어있는 칸들은 서로 연결되어 있다고 말한다. 따라서 그림 2의 빙산은 한 덩어리이지만, 그림 3의 빙산은 세 덩어리로 분리되어 있다.

		2	4	1
	1		1	5
	5	4	1	2

그림 2

			3
				4
	3	2

그림 3

한 덩어리의 빙산이 주어질 때, 이 빙산이 두 덩어리 이상으로 분리되는 최초의 시간(년)을 구하는 프로그램을 작성하시오. 그림 1의 빙산에 대해서는 2가 답이다. 만일 전부 다 녹을 때까지 두 덩어리 이상으로 분리되지 않으면 프로그램은 0을 출력한다.

 

입력

첫 줄에는 이차원 배열의 행의 개수와 열의 개수를 나타내는 두 정수 N과 M이 한 개의 빈칸을 사이에 두고 주어진다. N과 M은 3 이상 300 이하이다. 그 다음 N개의 줄에는 각 줄마다 배열의 각 행을 나타내는 M개의 정수가 한 개의 빈 칸을 사이에 두고 주어진다. 각 칸에 들어가는 값은 0 이상 10 이하이다. 배열에서 빙산이 차지하는 칸의 개수, 즉, 1 이상의 정수가 들어가는 칸의 개수는 10,000 개 이하이다. 배열의 첫 번째 행과 열, 마지막 행과 열에는 항상 0으로 채워진다.

 

출력

첫 줄에 빙산이 분리되는 최초의 시간(년)을 출력한다. 만일 빙산이 다 녹을 때까지 분리되지 않으면 0을 출력한다.

 

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풀이

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <queue>
using namespace std;

int N, M;
int arr[301][301];
bool check[301][301];

queue<pair<pair<int, int>, int>> melt;

int dx[4] = { 0, 0, -1, 1 };
int dy[4] = { 1, -1, 0, 0 };

bool canVisit(int y, int x);
void meltIce();
void bfs(int sy, int sx);

// 방문 가능 여부 확인
bool canVisit(int y, int x) {
	return y >= 0 && y < N && x >= 0 && x < M && !check[y][x];
}

// 빙산 녹이기
void meltIce() {
	while (!melt.empty()) {
		int y = melt.front().first.first;
		int x = melt.front().first.second;
		int cnt = melt.front().second;
		melt.pop();

		arr[y][x] -= cnt;
		if (arr[y][x] < 0) arr[y][x] = 0;
	}
}

// 너비우선탐색
void bfs(int sy, int sx) {
	queue<pair<int, int>> q;
	q.push({ sy, sx });
	check[sy][sx] = true;

	while (!q.empty()) {
		int y = q.front().first;
		int x = q.front().second;
		q.pop();

		int cnt = 0;
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int ny = y + dy[i];
			int nx = x + dx[i];

			// 방문 가능한 칸이고
			if (canVisit(ny, nx)) {
				if (arr[ny][nx] == 0) cnt++; // 해당 칸이 바다일 때
				else {						 // 해당 칸이 빙산일 때
					check[ny][nx] = true;
					q.push({ ny, nx });
				}
			}
		}

		// 해당 칸에서 녹는 빙산의 양
		melt.push({ { y, x }, cnt });
	}
}

int main() {
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(0);

	cin >> N >> M;
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < M; j++) cin >> arr[i][j];
	}

	int year = 0;

	while (true) {
		int cnt = 0; // 빙산의 수

		for (int i = 0; i < N; i++) {
			for (int j = 0; j < M; j++) {
				if (arr[i][j] > 0 && !check[i][j]) {
					bfs(i, j); 
					cnt++;
				}
			}
		}
		
		// 두 덩어리 이상 빙산이 있을 때
		if (cnt >= 2) break;

		// 빙산이 모두 녹아서 없을 때
		if (cnt == 0) {
			cout << "0\n";
			return 0;
		}

		meltIce();
		memset(check, false, sizeof(check));

		year++;
	}

	cout << year << '\n';

	return 0;
}

 

// 너비우선탐색
void bfs(int sy, int sx) {
	queue<pair<int, int>> q;
	q.push({ sy, sx });
	check[sy][sx] = true;

	while (!q.empty()) {
		int y = q.front().first;
		int x = q.front().second;
		q.pop();

		int cnt = 0;
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int ny = y + dy[i];
			int nx = x + dx[i];

			// 방문 가능한 칸이고
			if (canVisit(ny, nx)) {
				if (arr[ny][nx] == 0) cnt++; // 해당 칸이 바다일 때
				else {						 // 해당 칸이 빙산일 때
					check[ny][nx] = true;
					q.push({ ny, nx });
				}
			}
		}

		// 해당 칸에서 녹는 빙산의 양
		melt.push({ { y, x }, cnt });
	}
}

 너비우선탐색을 하는 함수이다. 너비우선탐색으로 상하좌우를 살펴, 방문 가능한 칸이면 q에 좌표를 저장하여 다음에 방문하고, 바닷물이면 cnt를 증가시켜 내년에 녹는 빙산의 양을 구한다.

 

// 빙산 녹이기
void meltIce() {
	while (!melt.empty()) {
		int y = melt.front().first.first;
		int x = melt.front().first.second;
		int cnt = melt.front().second;
		melt.pop();

		arr[y][x] -= cnt;
		if (arr[y][x] < 0) arr[y][x] = 0;
	}
}

 melt에 저장되어 있는 값에 따라 빙산을 녹이는 함수이다.

 

	int year = 0;

	while (true) {
		int cnt = 0; // 빙산의 수

		for (int i = 0; i < N; i++) {
			for (int j = 0; j < M; j++) {
				if (arr[i][j] > 0 && !check[i][j]) {
					bfs(i, j); 
					cnt++;
				}
			}
		}
		
		// 두 덩어리 이상 빙산이 있을 때
		if (cnt >= 2) break;

		// 빙산이 모두 녹아서 없을 때
		if (cnt == 0) {
			cout << "0\n";
			return 0;
		}

		meltIce();
		memset(check, false, sizeof(check));

		year++;
	}

 main함수에서 위의 함수들을 사용하여 문제를 푸는 부분의 코드이다. 빙산을 탐색하다 방문하지 않은 빙산을 발견하면 새로운 빙산 덩어리를 발견한 것이므로 cnt를 증가시키고, 너비우선탐색을 하여 빙산의 크기와 내년에 녹을 양을 구한다.

 탐색이 끝나고 빙산 덩어리의 수가 2보다 크다면 문제의 답을 찾은 것이므로 반복을 끝내고 year을 출력한다. 만약 빙산의 크기가 0이라면 이미 빙산이 모두 녹아서 없어진 것이므로 0을 출력한다.

 만약 두 조건문에 모두 걸리지 않는다면 빙산을 녹이고, year을 증가시켜 다음 반복을 수행한다.