[JAVA] BOJ 백준 15686 치킨 거리

https://www.acmicpc.net/problem/15686

문제

크기가 N×N인 도시가 있다. 도시는 1×1크기의 칸으로 나누어져 있다. 도시의 각 칸은 빈 칸, 치킨집, 집 중 하나이다. 도시의 칸은 (r, c)와 같은 형태로 나타내고, r행 c열 또는 위에서부터 r번째 칸, 왼쪽에서부터 c번째 칸을 의미한다. r과 c는 1부터 시작한다.

→ 인덱스를 0이 아닌 1부터 시작하라는 말. 0부터 시작해도 문제를 푸는데에는 전혀 지장이 없다.

이 도시에 사는 사람들은 치킨을 매우 좋아한다. 따라서, 사람들은 "치킨 거리"라는 말을 주로 사용한다. 치킨 거리는 집과 가장 가까운 치킨집 사이의 거리이다. 즉, 치킨 거리는 집을 기준으로 정해지며, 각각의 집은 치킨 거리를 가지고 있다. 도시의 치킨 거리는 모든 집의 치킨 거리의 합이다.

임의의 두 칸 (r1, c1)과 (r2, c2) 사이의 거리는 |r1-r2| + |c1-c2|로 구한다.

예를 들어, 아래와 같은 지도를 갖는 도시를 살펴보자.

0 2 0 1 0
1 0 1 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 0 1 2

0은 빈 칸, 1은 집, 2는 치킨집이다.

(2, 1)에 있는 집과 (1, 2)에 있는 치킨집과의 거리는 |2-1| + |1-2| = 2, (5, 5)에 있는 치킨집과의 거리는 |2-5| + |1-5| = 7이다. 따라서, (2, 1)에 있는 집의 치킨 거리는 2이다.

(5, 4)에 있는 집과 (1, 2)에 있는 치킨집과의 거리는 |5-1| + |4-2| = 6, (5, 5)에 있는 치킨집과의 거리는 |5-5| + |4-5| = 1이다. 따라서, (5, 4)에 있는 집의 치킨 거리는 1이다.

이 도시에 있는 치킨집은 모두 같은 프랜차이즈이다. 프렌차이즈 본사에서는 수익을 증가시키기 위해 일부 치킨집을 폐업시키려고 한다. 오랜 연구 끝에 이 도시에서 가장 수익을 많이 낼 수 있는  치킨집의 개수는 최대 M개라는 사실을 알아내었다.

도시에 있는 치킨집 중에서 최대 M개를 고르고, 나머지 치킨집은 모두 폐업시켜야 한다. 어떻게 고르면, 도시의 치킨 거리가 가장 작게 될지 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 N(2 ≤ N ≤ 50)과 M(1 ≤ M ≤ 13)이 주어진다.

둘째 줄부터 N개의 줄에는 도시의 정보가 주어진다.

도시의 정보는 0, 1, 2로 이루어져 있고, 0은 빈 칸, 1은 집, 2는 치킨집을 의미한다. 집의 개수는 2N개를 넘지 않으며, 적어도 1개는 존재한다. 치킨집의 개수는 M보다 크거나 같고, 13보다 작거나 같다.

출력

첫째 줄에 폐업시키지 않을 치킨집을 최대 M개를 골랐을 때, 도시의 치킨 거리의 최솟값을 출력한다.

코드

전체 코드

import java.io.*;
import java.util.*;

public class BOJ_15686 {
    static int N;
    static int M;
    static int chicken;
    static int[][] chickens;
    static int[][] city;
    static int home;
    static int[][] homes;
    static int result;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        StringTokenizer st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        city = new int[N][N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                city[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (city[i][j] == 2)
                    chicken++;
                if (city[i][j] == 1)
                    home++;
            }
        }
        chickens = new int[chicken][3];
        homes = new int[home][2];
        int h = 0;
        int c = 0;
        for (int i = 0; i < N; i++)
            for (int j = 0; j < N; j++) {
                if (city[i][j] == 2) {
                    chickens[c][0] = i;
                    chickens[c++][1] = j;
                }
                if (city[i][j] == 1) {
                    homes[h][0] = i;
                    homes[h++][1] = j;
                }
            }
        result = Integer.MAX_VALUE;
        dfs(0, 0);
        sb.append(result).append("\\n");
        System.out.println(sb.toString());
    }

    static void dfs(int market, int x) {
        if (market == M) {
            account();
            return;
        }

        for (int i = x; i < chicken; i++) {
            if (chickens[i][2] == 1)
                continue;
            chickens[i][2] = 1;
            dfs(market + 1, i);
            chickens[i][2] = 0;
        }
    }

    static void account() {
        int loads = 0;
        for (int i = 0; i < home; i++) {
            int load = Integer.MAX_VALUE;
            for (int j = 0; j < chicken; j++) {
                if (chickens[j][2] == 0)
                    continue;
                if (load > Math.abs(homes[i][0] - chickens[j][0]) + Math.abs(homes[i][1] - chickens[j][1]))
                    load = Math.abs(homes[i][0] - chickens[j][0]) + Math.abs(homes[i][1] - chickens[j][1]);
            }
            loads += load;
        }
        if (loads < result)
            result = loads;
    }
}

한줄씩 살펴 보자!

static int N;
static int M;
static int chicken;
static int[][] chickens;
static int[][] city;
static int home;
static int[][] homes;
static int result;

클래스 변수들은 다음과 같다.

여기서 chicken은 치킨집의 개수를 chickens 배열은 치킨집의 위치와 상태를 저장하고 있다.

home도 집의 개수와 집의 위치를 저장하고 있다.

city배열은 입력받은 마을 정보를 저장하고 있다.

for (int i = 0; i < N; i++) {
      st = new StringTokenizer(bf.readLine(), " ");
      for (int j = 0; j < N; j++) {
          city[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
          if (city[i][j] == 2)
              chicken++;
          if (city[i][j] == 1)
              home++;
      }
  }

for문을 통해 입력 받으면서 2인 경우(치킨집인 경우) chicken 변수를 증기시키고 집인 경우 home을 증가시켜 개수를 센다.

chickens = new int[chicken][3];
homes = new int[home][2];
int h = 0;
int c = 0;
for (int i = 0; i < N; i++)
    for (int j = 0; j < N; j++) {
        if (city[i][j] == 2) {
            chickens[c][0] = i;
            chickens[c++][1] = j;
        }
        if (city[i][j] == 1) {
            homes[h][0] = i;
            homes[h++][1] = j;
        }
    }
result = Integer.MAX_VALUE;

배열을 생성해주고 h, c 변수를 활용하여 위치 정보를 저장한다. 최소값을 출력하기 때문에 result를 가장 큰 정수값으로 세팅한다.

static void dfs(int market, int x) {
    if (market == M) {
        account();
        return;
    }

    for (int i = x; i < chicken; i++) {
        if (chickens[i][2] == 1)
            continue;
        chickens[i][2] = 1;
        dfs(market + 1, i);
        chickens[i][2] = 0;
    }
}

market은 운영할 치킨 집의 개수이다. 운영할 치킨 집 M개를 모두 선택하면 치킨 거리를 측정하고 함수를 return하여 종료한다.

for문을 이용하여 치킨집 운영 상태를 1(운영)으로 바꾸어주고 함수를 실행한 뒤 다시 원래 값인 0으로 설정한다.

이때 if문을 설정하지 않으면 같은 치킨집 M개를 선택한 뒤 account를 실행하므로 이미 1로 세팅한 치킨집은 for문에서 조사하지 않는다.

static void account() {
    int loads = 0;
    for (int i = 0; i < home; i++) {
        int load = Integer.MAX_VALUE;
        for (int j = 0; j < chicken; j++) {
            if (chickens[j][2] == 0)
                continue;
            if (load > Math.abs(homes[i][0] - chickens[j][0]) + Math.abs(homes[i][1] - chickens[j][1]))
                load = Math.abs(homes[i][0] - chickens[j][0]) + Math.abs(homes[i][1] - chickens[j][1]);
        }
        loads += load;
    }
    if (loads < result)
        result = loads;
}

account함수는 치킨 거리를 계산하는 함수이다.

이때 loads는 총 치킨 거리 값이고 load는 한 집의 치킨 거리이다.

최소값을 구할것이므로 처음에 정수의 최대값으로 설정한다.

치킨집이 운영하지 않는 경우 if문으로 확인한 뒤 continue로 그 치킨집은 거리를 계산하는데 사용하지 않는다.

만약 계산된 치킨 거리 값이 원래의 값 보다 작은 경우 값을 갱신한다.

하나의 집에서 계산된 최소 치킨 거리를 load 변수에 더한다.

result의 값을 갱신한다.

15686번: 치킨 배달