[Java] 백준 16234번 : 인구 이동

문제

N×N크기의 땅이 있고, 땅은 1×1개의 칸으로 나누어져 있다. 각각의 땅에는 나라가 하나씩 존재하며, r행 c열에 있는 나라에는 A[r][c]명이 살고 있다. 인접한 나라 사이에는 국경선이 존재한다. 모든 나라는 1×1 크기이기 때문에, 모든 국경선은 정사각형 형태이다.

오늘부터 인구 이동이 시작되는 날이다.

인구 이동은 하루 동안 다음과 같이 진행되고, 더 이상 아래 방법에 의해 인구 이동이 없을 때까지 지속된다.

• 국경선을 공유하는 두 나라의 인구 차이가 L명 이상, R명 이하라면, 두 나라가 공유하는 국경선을 오늘 하루 동안 연다.
• 위의 조건에 의해 열어야하는 국경선이 모두 열렸다면, 인구 이동을 시작한다.
• 국경선이 열려있어 인접한 칸만을 이용해 이동할 수 있으면, 그 나라를 오늘 하루 동안은 연합이라고 한다.
• 연합을 이루고 있는 각 칸의 인구수는 (연합의 인구수) / (연합을 이루고 있는 칸의 개수)가 된다. 편의상 소수점은 버린다.
• 연합을 해체하고, 모든 국경선을 닫는다.

각 나라의 인구수가 주어졌을 때, 인구 이동이 며칠 동안 발생하는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N, L, R이 주어진다. (1 ≤ N ≤ 50, 1 ≤ L ≤ R ≤ 100)

둘째 줄부터 N개의 줄에 각 나라의 인구수가 주어진다. r행 c열에 주어지는 정수는 A[r][c]의 값이다. (0 ≤ A[r][c] ≤ 100)

인구 이동이 발생하는 일수가 2,000번 보다 작거나 같은 입력만 주어진다.

출력

인구 이동이 며칠 동안 발생하는지 첫째 줄에 출력한다.

예제 입력 1

2 20 50
50 30
20 40

예제 출력 1

1

초기 상태는 아래와 같다.

L = 20, R = 50 이기 때문에, 모든 나라 사이의 국경선이 열린다. (열린 국경선은 점선으로 표시)

연합은 하나 존재하고, 연합의 인구는 (50 + 30 + 20 + 40) 이다. 연합의 크기가 4이기 때문에, 각 칸의 인구수는 140/4 = 35명이 되어야 한다. 

예제 입력 2

2 40 50
50 30
20 40

예제 출력 2

0

경계를 공유하는 나라의 인구 차이가 모두 L보다 작아서 인구 이동이 발생하지 않는다.

예제 입력 3

2 20 50
50 30
30 40

예제 출력 3

1

초기 상태는 아래와 같다.

L = 20, R = 50이기 때문에, 아래와 같이 국경선이 열린다.

인구 수는 합쳐져있는 연합의 인구수는 (50+30+30) / 3 = 36 (소수점 버림)이 되어야 한다.

예제 입력 4

3 5 10
10 15 20
20 30 25
40 22 10

예제 출력 4

2

예제 입력 5

4 10 50
10 100 20 90
80 100 60 70
70 20 30 40
50 20 100 10

예제 출력 5

3

 

소스코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {

	private static BufferedReader br;
	private static StringTokenizer st;
	
	private static int N, L, R, cnt;
	private static int [][]map;
	private static int []dx= {-1,1,0,0};
	private static int []dy= {0,0,-1,1};
	private static boolean [][]visited;
	private static List<Point> list;
	
	static class Point {
		int r, c;

		public Point(int r, int c) {
			super();
			this.r = r;
			this.c = c;
		}

		@Override
		public String toString() {
			return "Point [r=" + r + ", c=" + c + "]";
		}
		
	}
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		st=new StringTokenizer(br.readLine());
		N=Integer.parseInt(st.nextToken());
		L=Integer.parseInt(st.nextToken());
		R=Integer.parseInt(st.nextToken());
		map=new int[N][N];
		
		for(int r=0;r<N;r++) {
			st=new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int c=0;c<N;c++) {
				map[r][c]=Integer.parseInt(st.nextToken());
			}
		}
		
		boolean have=true;
		cnt=0;
		while(have) {	// 인구 이동이 가능한 경우 반복 수행
			have=false;
			visited=new boolean[N][N];
			for(int r=0;r<N;r++) {
				for(int c=0;c<N;c++) {
					if(!visited[r][c]) {
						list=new ArrayList<>();
						if(bfs(r, c)) {	// 인구 이동이 발생
							move();
							have=true;
						}
					}
				}
			}
			if(have) cnt++;	// 인구 이동이 발생한 경우 하루 증가시킴
		}
		
		System.out.println(cnt);
	}

	private static boolean bfs(int r, int c) {
		boolean check=false;
		Queue<Point> queue=new LinkedList<>();
		queue.add(new Point(r, c));
		visited[r][c]=true;
		list.add(new Point(r, c));
		
		while(!queue.isEmpty()) {
			Point p=queue.poll();
			
			for(int d=0;d<4;d++) {
				int nx=p.r+dx[d];
				int ny=p.c+dy[d];
				
				if(isIn(nx, ny) && !visited[nx][ny]) {
					int diff=Math.abs(map[nx][ny]-map[p.r][p.c]);
					if(diff<L || diff>R) continue;	// 인구 차이가 범위를 벗어남
					visited[nx][ny]=true;	// 인구 이동이 가능한 경우
					queue.add(new Point(nx, ny));
					list.add(new Point(nx, ny));
					check=true;
				}
			}
		}
		return check;
	}
	
	private static void move() {	// 인구 이동
		int sum=0;
		int count=list.size();
		
		for(int i=0;i<count;i++) {	// 연합의 인구 수
			Point p=list.get(i);
			sum+=map[p.r][p.c];
		}
		
		sum/=count;	// (연합의 인구 수) / (연합을 이루고 있는 칸의 개수)
		for(int i=0;i<count;i++) {
			Point p=list.get(i);
			map[p.r][p.c]=sum;
		}
	}
	
	private static boolean isIn(int r, int c) {
		return r>=0 && r<N && c>=0 && c<N;
	}
}

1. 나라를 전부 탐색하며 아직 탐색하지 않은 나라를 기준으로 bfs를 통해 연합을 구합니다.

2. 연합인 국가들을 하나의 리스트에 넣고, 연합을 이루고 있는 국가의 (연합의 인구 수) / (연합을 이루고 있는 칸의 개수) 를 계산하여 인구 이동을 수행합니다.

3. 위 수행이 끝나면 하루 증가합니다.

4. 인구 이동이 더 이상 일어나지 않을 때까지 위 과정을 반복합니다.