백준 온라인 저지, BFS / 16234번: 인구이동 (파이썬 / 백준 골드문제)

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.

제한

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

힌트

접근 방법

- 날마다 국경을 BFS를 통해 탐색한 뒤, 연합이 있으면 그 연합의 인구수를 나누어 계산해준다.
- 연합이 없으면 며칠이 소요됐는지 날짜를 출력한다.
- 최대 연산횟수: 칸의 개수 x 인구이동이 가능한 최대 날짜 = 2500 x 1000 = 약 250만회

코드

# https://www.acmicpc.net/problem/16234
# 접근방법
# 날마다 국경을 BFS를 통해 탐색한 뒤, 연합이 있으면 그 연합의 인구수를 나누어 계산해준다.
# 연합이 없으면 며칠이 소요됐는지 날짜를 출력한다.
# 최대 연산횟수: 칸의 개수 x 인구이동이 가능한 최대 날짜 = 2500 x 1000 = 약 250만회

from collections import deque
import sys

n, l, r = map(int, sys.stdin.readline().split())
map_ = [list(map(int, sys.stdin.readline().split())) for _ in range(n)]

def bfs(i, j, zone):
    queue = deque([])
    queue.append([i, j])
    visited[i][j] = zone
    union = [[i, j]]
    population = map_[i][j]
    
    # bfs 탐색 진행
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        for dx, dy in [[1, 0], [-1, 0], [0, 1], [0, -1]]:
            if 0<=x+dx<=n-1 and 0<=y+dy<=n-1 and visited[x+dx][y+dy] == 0 and l <= abs(map_[x+dx][y+dy] - map_[x][y]) <= r:
                queue.append([x+dx, y+dy])
                visited[x+dx][y+dy] = zone
                union.append([x+dx, y+dy]) # 연합 지역 리스트
                population += map_[x+dx][y+dy] # 인구 수
    
    # 형성된 연합을 기준으로 인구수 분배
    for x, y in union:
        map_[x][y] = population // len(union)
        
# 최대 2000일 이내로 결정
for k in range(0, 2000):
    zone = 1
    visited = [[0 for _ in range(n)] for _ in range(n)]
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if visited[i][j] == 0:
                bfs(i, j, zone)
                zone += 1
    if zone == n ** 2 + 1:
        break
print(k)