백준 2468번. 안전 영역 (Python / 파이썬)

문제

재난방재청에서는 많은 비가 내리는 장마철에 대비해서 다음과 같은 일을 계획하고 있다. 먼저 어떤 지역의 높이 정보를 파악한다. 그 다음에 그 지역에 많은 비가 내렸을 때 물에 잠기지 않는 안전한 영역이 최대로 몇 개가 만들어 지는 지를 조사하려고 한다. 이때, 문제를 간단하게 하기 위하여, 장마철에 내리는 비의 양에 따라 일정한 높이 이하의 모든 지점은 물에 잠긴다고 가정한다.
어떤 지역의 높이 정보는 행과 열의 크기가 각각 N인 2차원 배열 형태로 주어지며 배열의 각 원소는 해당 지점의 높이를 표시하는 자연수이다. 예를 들어, 다음은 N=5인 지역의 높이 정보이다.
이제 위와 같은 지역에 많은 비가 내려서 높이가 4 이하인 모든 지점이 물에 잠겼다고 하자. 이 경우에 물에 잠기는 지점을 회색으로 표시하면 다음과 같다. 

물에 잠기지 않는 안전한 영역이라 함은 물에 잠기지 않는 지점들이 위, 아래, 오른쪽 혹은 왼쪽으로 인접해 있으며 그 크기가 최대인 영역을 말한다. 위의 경우에서 물에 잠기지 않는 안전한 영역은 5개가 된다(꼭짓점으로만 붙어 있는 두 지점은 인접하지 않는다고 취급한다). 
또한 위와 같은 지역에서 높이가 6이하인 지점을 모두 잠기게 만드는 많은 비가 내리면 물에 잠기지 않는 안전한 영역은 아래 그림에서와 같이 네 개가 됨을 확인할 수 있다. 

이와 같이 장마철에 내리는 비의 양에 따라서 물에 잠기지 않는 안전한 영역의 개수는 다르게 된다. 위의 예와 같은 지역에서 내리는 비의 양에 따른 모든 경우를 다 조사해 보면 물에 잠기지 않는 안전한 영역의 개수 중에서 최대인 경우는 5임을 알 수 있다. 
어떤 지역의 높이 정보가 주어졌을 때, 장마철에 물에 잠기지 않는 안전한 영역의 최대 개수를 계산하는 프로그램을 작성하시오. 

입력

첫째 줄에는 어떤 지역을 나타내는 2차원 배열의 행과 열의 개수를 나타내는 수 N이 입력된다. N은 2 이상 100 이하의 정수이다. 둘째 줄부터 N개의 각 줄에는 2차원 배열의 첫 번째 행부터 N번째 행까지 순서대로 한 행씩 높이 정보가 입력된다. 각 줄에는 각 행의 첫 번째 열부터 N번째 열까지 N개의 높이 정보를 나타내는 자연수가 빈 칸을 사이에 두고 입력된다. 높이는 1이상 100 이하의 정수이다.

출력

첫째 줄에 장마철에 물에 잠기지 않는 안전한 영역의 최대 개수를 출력한다.

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문제 풀이

안전 영역 문제는 지역의 높이 정보가 2차원 배열로 주어졌을 때

물에 잠기지 않는 안전한 영역의 개수 중 최대 개수를 구하는 문제입니다.

 

처음 이 문제를 DFS 알고리즘을 이용하여 

완벽하게 구현했다고 생각했는데

자꾸만 '틀렸습니다'가 나와서 매우 당황했었습니다.

 

그래서 다시 문제를 차근차근 살펴보니

아무 지역도 물에 잠기지 않을 수도 있다.

이런 문장이 있었습니다 ㅠㅠ

아무 지역도 물에 잠기지 않을수도 있다 즉, 높이가 0일 때는

아무 지역도 물에 잠기지 않게 됩니다.

따라서 높이가 0인 경우도 꼭꼭 포함시켜주어야 문제를 해결할 수 있습니다.

 

저는 이 문제를 DFS / BFS 알고리즘 둘 다 이용하여 해결해보았습니다.

 

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​My Code 1 - DFS 

import sys
sys.setrecursionlimit(1000000)

def dfs(x, y, k):
    if x < 0 or x >= n or y < 0 or y >= n:
        return False # 범위를 벗어나면 False 반환

    if array[x][y] > k and visited[x][y] == 0: # k보다 크고 아직 방문 전이라면
        visited[x][y] = 1 # 방문했음을 표시
        # 상,하,좌,우 탐색
        dfs(x - 1, y, k)
        dfs(x + 1, y, k)
        dfs(x, y - 1, k)
        dfs(x, y + 1, k)
        return True      # 탐색 완료하면 True 반환

    return False

n = int(input()) # 지역의 행과 열의 개수

array = [] # 지역
for _ in range(n):
    array.append(list(map(int,input().split())))

max_value = 0 # 안전영역 최대 개수를 구할 변수
for k in range(0, 101): # 모든 높이에 대해 안전영역 구함
    result = 0 # 안전영역 개수를 구할 변수
    visited = [[0] * n for _ in range(n)] # 방문했음을 표시할 배열
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if dfs(i, j, k): # 안전영역을 찾았으면
                result += 1  # 개수를 세어줌
    max_value = max(max_value, result) # 더 큰 값으로 값을 갱신

print(max_value)

My Code 2 - BFS 

from collections import deque
import sys
input = sys.stdin.readline

# 상,하,좌,우로 이동할 방향변수
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]

def bfs(x, y, k):
    q = deque() 
    q.append((x, y)) # 현재 x, y 위치를 큐에 삽입
    visited[x][y] = 1 # 방문했음을 표시
    while q:
        x, y = q.popleft() # 큐에서 x, y 위치 꺼냄
        for i in range(4):
            # 다음 위치 구함
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n: # 범위 안이고
                # k보다 크고 (안전영역) 아직 방문 전이라면
                if array[nx][ny] > k and visited[nx][ny] == 0: 
                    q.append((nx, ny)) # 큐에 다음 위치를 삽입
                    visited[nx][ny] = 1 # 다음 위치 방문했음을 표시

n = int(input()) # 지역의 행과 열의 개수

array = [] # 지역
for _ in range(n):
    array.append(list(map(int,input().split())))

max_value = 0 # 안전영역 최대 개수를 구할 변수
for k in range(0, 101): # 모든 높이에 대해 안전영역 구함
    result = 0 # 안전영역 개수를 구할 변수
    visited = [[0] * n for _ in range(n)] # 방문했음을 표시할 배열
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            # 만약 k보다 크고 (안전영역) 아직 방문 전이라면
            if array[i][j] > k and visited[i][j] == 0:
                bfs(i, j, k) # 탐색 시작
                result += 1  # 탐색 완료했으면 개수 세어줌
    max_value = max(max_value, result) # 더 큰 값으로 갱신

print(max_value)