파이썬 백준 1012번 유기농 배추 땅의 모습이 아니라 배추의 위치가 주어지는 문제 - DFS/BFS 풀이

  문제

차세대 영농인 한나는 강원도 고랭지에서 유기농 배추를 재배하기로 하였다. 농약을 쓰지 않고 배추를 재배하려면 배추를 해충으로부터 보호하는 것이 중요하기 때문에, 한나는 해충 방지에 효과적인 배추흰지렁이를 구입하기로 결심한다. 이 지렁이는 배추근처에 서식하며 해충을 잡아 먹음으로써 배추를 보호한다. 특히, 어떤 배추에 배추흰지렁이가 한 마리라도 살고 있으면 이 지렁이는 인접한 다른 배추로 이동할 수 있어, 그 배추들 역시 해충으로부터 보호받을 수 있다.

(한 배추의 상하좌우 네 방향에 다른 배추가 위치한 경우에 서로 인접해있다고 간주한다)

한나가 배추를 재배하는 땅은 고르지 못해서 배추를 군데군데 심어놓았다. 배추들이 모여있는 곳에는 배추흰지렁이가 한 마리만 있으면 되므로 서로 인접해있는 배추들이 몇 군데에 퍼져있는지 조사하면 총 몇 마리의 지렁이가 필요한지 알 수 있다.

예를 들어 배추밭이 아래와 같이 구성되어 있으면 최소 5마리의 배추흰지렁이가 필요하다.

(0은 배추가 심어져 있지 않은 땅이고, 1은 배추가 심어져 있는 땅을 나타낸다.)

1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
0	0	1	1	0	0	0	1	1	1
0	0	0	0	1	0	0	1	1	1

  입력

입력의 첫 줄에는 테스트 케이스의 개수 T가 주어진다. 그 다음 줄부터 각각의 테스트 케이스에 대해 첫째 줄에는 배추를 심은 배추밭의 가로길이 M(1 ≤ M ≤ 50)과 세로길이 N(1 ≤ N ≤ 50), 그리고 배추가 심어져 있는 위치의 개수 K(1 ≤ K ≤ 2500)이 주어진다. 그 다음 K줄에는 배추의 위치 X(0 ≤ X ≤ M-1), Y(0 ≤ Y ≤ N-1)가 주어진다.

  출력

각 테스트 케이스에 대해 필요한 최소의 배추흰지렁이 마리 수를 출력한다.

  풀이 - DFS

import sys
sys.setrecursionlimit(10**6)

case=int(input())


for i in range(case):
    m,n,k=map(int,input().split())
    graph=[]
    for _ in range(m):
        graph.append([0]*n)
    
    for j in range(k):
        x,y=map(int,input().split())
        graph[x][y]=1
    
    def dfs(x,y):
        if x<0 or y<0 or x>=m or y>=n:
            return False
        if graph[x][y]==1:
            graph[x][y]=0
            dfs(x+1,y)
            dfs(x-1,y)
            dfs(x,y+1)
            dfs(x,y-1)
            return True
        return False
    cnt=0
    for z in range(m):
        for x in range(n):
            if dfs(z,x)==True:
                cnt+=1
    print(cnt)

import sys
sys.setrecursionlimit(10**6)

재귀 함수의 최대 깊이보다 더 깊어지는 경우 RuntimeError가 발생합니다. 파이썬에서는 기본 1000으로 설정되어 있습니다. 이번 문제는 경우에 따라 1000 보다 깊어지는 경우가 있으므로, sys.setrecursionlimit(10**6)으로 재귀함수의 최대깊이를 더 깊게 사용할 수 있도록 선언합니다.

 

case=int(input())

케이스의 횟수를 입력 받습니다.

 

for i in range(case):

케이스 횟수만큼 반복합니다.

    m,n,k=map(int,input().split())

    graph=[]

    for _ in range(m):

        graph.append([0]*n)

각 새로운 케이스마다 밭의 크기와 배추의 개수, graph(밭과 유기농 배추의 상태)를 리셋 해 줍니다.

for문 range(m)과 graph.append([0]*n)를 사용하여 밭의 크기에 맞게 그리고 0으로 정의합니다.

    for j in range(k):

        x,y=map(int,input().split())

       graph[x][y]=1

k개만큼의 배추의 위치를 입력받고 이를 밭 상태에 적용합니다. 어느 위치에 배추가 심어져있는지 입력합니다.

 

    def dfs(x,y):

        if x<0 or y<0 or x>=m or y>=n:

            return False

dfs를 사용할 함수를 정의하도록 합니다. 함수가 수행되기 시자갛면 입력 인자가 valid한지 확인해야합니다.

따라서 밭의 위치를 벗어나는 입력 인자는 False로, 걸러줍니다.

       if graph[x][y]==1:

            graph[x][y]=0

            dfs(x+1,y)

            dfs(x+1,y)

            dfs(x,y+1)

            dfs(x,y-1)

            return True

        return False

밭 구역에서 처음으로 배추가 감지되면 배추를 확인했으므로 graph[x][y]=0 처리하고, 상하좌우 위치를 dfs 함수에 넣어 배추 1로 연결된 모든 구역이 탐색될 수 있도록 합니다. 이 때 입력받은 각각의 함수가 배추가 감지되어 1이면 0으로 변경합니다.

마지막으로 graph[x][y]==1로 구역에서 처음 배추를 감지했기 때문에 True로 표출하여 이후에 개수를 셀 때 사용할 수 있게합니다. 배추 1이 아니면 False를 표출하여 개수에 반영하지 않도록 합니다.

    for z in range(m):

        for x in range(n):

            if dfs(z,x)==True:

                cnt+=1

    print(cnt)

dfs 함수에 0,0부터 m-1,n-1 밭 위치까지 모든 배추를 탐색합니다. 이 때 배추로 감지하는 경우 인접한 배추를 모두 확인할 것입니다. dfs 함수에서 True를 표출하는 경우는 구역에서 처음 배추를 탐색하는 경우인데, 이 때 True인 것을 확인하면 몇 개의 구역에서 배추가 인접해있는 지 구별할 수 있습니다. cnt로 최종 구역 개수를 셉니다.

 

 

  풀이 - BFS

from collections import deque
case=int(input())
for _ in range(case):
    m,n,k=map(int,input().split())
    graph=[]
    queue=deque()
        
    for l in range(m):
        graph.append([0]*n)
    
    for _ in range(k):
        x,y=map(int,input().split())
        graph[x][y]=1  
    cnt=0
    for i in range(m):
        for j in range(n):
            queue.append((i,j))
            x,y=queue.popleft()
            if graph[x][y]==1:
                queue.append((x,y))
                cnt+=1
                while queue:
                    x,y=queue.popleft()
                    if x<0 or y<0 or x>=m or y>=n:
                        continue
                    if graph[x][y]==1:
                        graph[x][y]=0
                        queue.append((x+1,y))
                        queue.append((x-1,y))
                        queue.append((x,y+1))
                        queue.append((x,y-1))
    print(cnt)

from collections import deque

BFS는 First in First out 구조로, deque 자료구조를 사용한다. 따라서 deque를 import하도록 한다.

 

case=int(input())

케이스의 횟수를 입력 받습니다.

 

for i in range(case):

케이스 횟수만큼 반복합니다.

    m,n,k=map(int,input().split())

    graph=[]

    queue=deque()

 

    for l in range(m):

        graph.append([0]*n)

각 새로운 케이스마다 밭의 크기와 배추의 개수, graph(밭과 유기농 배추의 상태)를 리셋 해 줍니다.

for문 range(m)과 graph.append([0]*n)를 사용하여 밭의 크기에 맞게 그리고 0으로 정의합니다.

 

    for _ in range(k):

        x,y=map(int,input().split())

        graph[x][y]=1

    cnt=0

k개만큼의 배추의 위치를 입력받고 이를 밭 상태에 적용합니다. 어느 위치에 배추가 심어져있는지 입력합니다.

cnt로 최종 구역 개수를 셉니다. 이 때 여러 케이스가 반복되므로 0으로 초기화합니다.

    for i in range(m):

        for j in range(n):

            queue.append((i,j))

            x,y=queue.popleft()

연결된 배추를 엮어서 파악하는 문제이지만 기본적으로 모든 좌표를 탐색한다.

따라서 for문을 사용하여 deque 자료 구조 안에 한번씩 모든 좌표를 탐색하도록 한다.

            if graph[x][y]==1:

                queue.append((x,y))

                cnt+=1

이 때 배추가 감지되는 좌표만 탐색되도록 걸러준다. 배추가 없는 좌표는 고려할 필요가 없기 때문이다.

                while queue:

                    x,y=queue.popleft()

                    if x<0 or y<0 or x>=m or y>=n:

                        continue

while queue:를 사용하면 deque 자료 구조 안에 모든 좌표를 꺼낼 때까지 while문을 돌려 탐색한다.

x,y=queue.popleft()로 가장 먼저 들어온 좌표를 꺼내 x,y에 매핑하도록 한다.

이 때 탐색하고자 하는 위치인 x,y가 valid한 지 확인해야 하므로 밭 위치 내에 있는 지 확인한다.

                    if graph[x][y]==1:

                        graph[x][y]=0

                        queue.append((x,y+1))

                        queue.append((x,y-1))

                        queue.append((x,y+1))

                        queue.append((x,y-1))

    print(cnt)

밭에서 배추가 1로 '있다'고 판단하는 경우, 0으로 변경 해줌과 동시에 밭의 상하좌우 위치를 확인하여야 한다. 따라서 deque 자료 구조에 상하좌우 위치를 넣는다. 이렇게 되면 while문이 돌면서 해당 위치들을 검토하고 필요하면 0으로 변경한다. 이 때 주요한 점은 해당 값은 cnt를 올리지 않는다는 것이다. while문 내에서만 처리되고 cnt 값을 올라가지 않는다.