감시 (골드 4) [SW 역량 테스트 기출 문제]

시간 제한메모리 제한제출정답맞힌 사람정답 비율

1 초

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44.739%

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.

→	←	↑	↓

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.

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.

예제 입력 1 

4 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 6 0
0 0 0 0 0 0

예제 출력 1 

20

예제 입력 2 

6 6
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

예제 출력 2 

15

예제 입력 3 

6 6
1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 3 

6

예제 입력 4 

6 6
1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 0 1 5 0 0
0 0 5 1 0 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 4 

2

예제 입력 5 

1 7
0 1 2 3 4 5 6

예제 출력 5 

0

예제 입력 6 

3 7
4 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0
0 0 0 0 0 0 4

예제 출력 6 

0

 

문제 해결

해당 문제를 보고 N값이 작고, CCTV가 최대 8개라는 점에서 가장 먼저 백트랙킹으로 접근하는 방법을 생각해봤다. 우선 시간복잡도를 계산해보면 모든 구역을 찾아야 하므로 8x8, CCTV의 최대 개수 8개, 각 CCTV별 회전 가능한 횟수 4회 즉, 8^4 이걸 모두 계산해보면 64 * 8^4 으로 충분히 1초안에 모든 경우의 수를 탐색할 수 있다. 이런류의 일반적인 시물레이션은 수도코드로 로직을 미리 설정하고 그에 맞게만 잘 구현하면 된다. 이 때 일반화를 할 수 있다면 편하지만 그게 안된다면 우선 가능한 경우를 모두 하드코딩 형식으로 해도 괜찮다!! 우선 풀고 나서 더 좋은 방법이 있다면 그 때 리팩토링을 진행해보자!

 

일단은 총 5개의 종류의 CCTV가 있고 각각의 CCTV는 번호별로 감시할 수 있는 범위가 다르다. 또한 CCTV는 회전을 할 수 있다. 이에 맞게 기본적으로 백트랙킹 로직을 작성하면  아래와 같이 각각의 cctv번호별로 회전하며 감시 구역을 체크할 수 있다. 여기서 핵심 로직은 각각의 감시카메라 번호에 맞는 감시구역 설정이다.

def backtracking(level, myoffice):
    global answer
    if level == cctvLen:
        ret = detectingMap(myoffice, N, M)
        answer = min(answer, ret)
        return
    saveOffice = copy.deepcopy(myoffice)
    x, y, cctvnumber = CCTV[level]
    
    for dir in range(possibleCCTVmove[cctvnumber]):
        if cctvnumber == 1:
            ccvtNumberOne(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 2:
            ccvtNumberTwo(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 3:
            ccvtNumberThree(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 4:
            ccvtNumberFour(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 5:
            ccvtNumberFive(x, y, dir, saveOffice)
        #-- 4번 
        backtracking(level+1, saveOffice)
        saveOffice = copy.deepcopy(myoffice)

 

대표적으로 1번째 감시카메라가 이동하는 로직을 구현한것이다.

- 1번 카메라는 한 방향으로만 감시할 수 있고 총 4번 회전이 가능하다 또한 감시구역은 벽을 만나기 전까지 가능하므로 그에 맞게 감시된 구역을 -1로 설정해주는 로직이다.

def ccvtNumberOne(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(-1, 0)],[(1, 0)],[(0, -1)], [(0, 1)]]
    #-- 좌, 우, 상, 하
    
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]

 

위와 같은 형식으로 각각의 CCTV번호에 맞게 로직을 구현해주면 된다! 전체 코드는 아래와 같다.

 

import sys
import copy
# sys.stdin = open("SAMSUNG/input.txt")
input = sys.stdin.readline

def myprint(arr, n, m, cctv):
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            print(arr[i][j], end=" ")
        print()
    print(" == == == ")
    
    print(cctv)
    print("=== MY PRINT === ")

N, M = map(int, input().split())

office = []
CCTV = []

for i in range(N):
    office.append(list(map(int, input().split())))


for i in range(N):
    for j in range(M):
        if 1 <= office[i][j] < 6:
            CCTV.append([j, i, office[i][j]])
# myprint(office, N, M, CCTV)
# -- init()

def detectingMap(Map, n, m):
    ret = 0
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if Map[i][j] == 0:
                ret +=1
    return ret
                
def ccvtNumberOne(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(-1, 0)],[(1, 0)],[(0, -1)], [(0, 1)]]
    #-- 좌, 우, 상, 하
    
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]


def ccvtNumberTwo(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(-1, 0), (1, 0)], [(0, -1), (0, 1)]]
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]
            
        
def ccvtNumberThree(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(0, -1), (1, 0)], [(1, 0), (0, 1)], [(0, 1), (-1, 0)], [(0, -1), (-1, 0)]]
    #-- 상우, 우하, 하좌, 상좌
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]
            

def ccvtNumberFour(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(-1, 0), (0, -1), (1, 0)], [(0, -1), (1, 0), (0, 1)], [(1, 0), (0, 1), (-1, 0)], [(0, 1), (-1, 0), (0, -1)]]
    #-- 좌상우, 상우하, 우하좌, 하좌상
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]
            
        
def ccvtNumberFive(x, y, move, newOffice):
    moving = [[(0, -1), (0, 1), (-1, 0), (1, 0)]]
    #-- 상하좌우
    for m in range(len(moving[move])):
        nx = x + moving[move][m][0]
        ny = y + moving[move][m][1]
        
        while 0 <= nx < M and 0 <= ny < N and newOffice[ny][nx] != 6:
            if newOffice[ny][nx] == 0:
                newOffice[ny][nx] = -1
            nx += moving[move][m][0]
            ny += moving[move][m][1]
            
                
possibleCCTVmove = [0, 4, 2, 4, 4, 1]
answer = 64
cctvLen = len(CCTV)
def backtracking(level, myoffice):
    global answer
    if level == cctvLen:
        ret = detectingMap(myoffice, N, M)
        answer = min(answer, ret)
        return
    saveOffice = copy.deepcopy(myoffice)
    x, y, cctvnumber = CCTV[level]
    
    for dir in range(possibleCCTVmove[cctvnumber]):
        if cctvnumber == 1:
            ccvtNumberOne(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 2:
            ccvtNumberTwo(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 3:
            ccvtNumberThree(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 4:
            ccvtNumberFour(x, y, dir, saveOffice)
        elif cctvnumber == 5:
            ccvtNumberFive(x, y, dir, saveOffice)
        #-- 4번 
        backtracking(level+1, saveOffice)
        saveOffice = copy.deepcopy(myoffice)
    


backtracking(0, office)
print(answer)