[백준 / Java] 1759: 섬의 개수 (BFS)

난이도: Silver 2

문제: https://www.acmicpc.net/problem/4963

 

문제

정사각형으로 이루어져 있는 섬과 바다 지도가 주어진다. 섬의 개수를 세는 프로그램을 작성하시오.

한 정사각형과 가로, 세로 또는 대각선으로 연결되어 있는 사각형은 걸어갈 수 있는 사각형이다. 

두 정사각형이 같은 섬에 있으려면, 한 정사각형에서 다른 정사각형으로 걸어서 갈 수 있는 경로가 있어야 한다. 지도는 바다로 둘러싸여 있으며, 지도 밖으로 나갈 수 없다.

입력

입력은 여러 개의 테스트 케이스로 이루어져 있다. 각 테스트 케이스의 첫째 줄에는 지도의 너비 w와 높이 h가 주어진다. w와 h는 50보다 작거나 같은 양의 정수이다.

둘째 줄부터 h개 줄에는 지도가 주어진다. 1은 땅, 0은 바다이다.

입력의 마지막 줄에는 0이 두 개 주어진다.

출력

각 테스트 케이스에 대해서, 섬의 개수를 출력한다.

예제 입력 1

1 1
0
2 2
0 1
1 0
3 2
1 1 1
1 1 1
5 4
1 0 1 0 0
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 0 0 1 0
5 4
1 1 1 0 1
1 0 1 0 1
1 0 1 0 1
1 0 1 1 1
5 5
1 0 1 0 1
0 0 0 0 0
1 0 1 0 1
0 0 0 0 0
1 0 1 0 1
0 0

예제 출력 1

0
1
1
3
1
9

---

 

테스트 개수가 주어지지 않으니 무한 반복문을 돌리다가, 입력받은 w와 h의 값이 둘다 0일 때 반복문을 탈출하면 된다.

우선 2차원 BFS 문제답게 주어진 숫자들을 저장할 2차원 map 배열과 2차원 visited 방문 배열을 선언한다.

 

보통의 BFS 문제처럼 상, 하, 좌, 우로만 이동하는 것이 아니라, 대각선으로도 이동할 수 있다.

대각선으로 이동하려면, 1차원 dx 배열과 1차원 dy 배열에 원소 4개씩을 더 추가해야 한다.

이 배열들은 현재 좌표 (x, y)에서 이동한 좌표 (x + dx[i], y + dy[i]) 로 사용한다.

상/하 이동은 x좌표의 영역이고, 좌/우 이동은 y좌표의 영역이다.

 

 

이를 배열로 작성하면 다음과 같다.

 

    // 현재 위치(0, 0)을 기준으로

    // 위(-1, 0), 왼쪽(0, -1), 아래(1, 0), 오른쪽(0, 1) 이동

    // 왼쪽 위 대각선(-1, -1), 오른쪽 위 대각선(-1, 1) 이동

    // 왼쪽 아래 대각선(1, -1), 오른쪽 아래 대각선(1, 1) 이동

    static int[] dx = {-1, 0, 1, 0, -1, -1, 1, 1};

    static int[] dy = {0, -1, 0, 1, -1, 1, -1, 1};

 

 

섬의 개수를 저장할 변수 count를 선언하고, 모든 칸을 탐색을 한다.

만약 해당 칸이 아직 방문 체크가 안된 칸이고, 해당 칸이 땅이라면 새로운 섬을 찾은 것이므로 count를 1 증가시킨다.

그리고 이 섬에 속하는 칸들을 해당 칸부터 모두 bfs로 탐색한다.

 

    int count = 0;  // 섬의 개수

   

    // 모든 칸을 탐색

    for (int i = 0; i < h; i++) {

        for (int j = 0; j < w; j++) {

            // 해당 칸을 아직 방문하지 않았고, 해당 칸이 땅이라면

            // 새로운 섬을 찾은 것임

            if (!visited[i][j] && map[i][j] == 1) {

                count++;    // 섬의 개수 1 증가

                bfs(i, j);  // 이 섬에 속하는 칸들을 해당 칸부터 모두 bfs로 탐색

            }

        }

    }

 

 

bfs 메서드는 다음과 같다.

 

    public static void bfs(int x, int y) {

        Queue<Point> queue = new LinkedList<>();    // bfs 사용을 위한 큐

        queue.add(new Point(x, y));     // 시작 칸을 큐에 삽입

        visited[x][y] = true;           // 시작 칸을 방문 체크

       

        // 큐가 빌 때까지(현재 섬에 속하는 모든 칸들을 탐색할 때까지) 반복

        while (!queue.isEmpty()) {

            Point now = queue.poll();   // 현재 칸을 큐에서 뽑기

           

            // 현재 위치(x, y)을 기준으로

            // 위(x - 1, y), 왼쪽(x, y - 1), 아래(x - 1, y), 오른쪽(x, y - 1) 이동

            // 왼쪽 위 대각선(x - 1, y - 1), 오른쪽 위 대각선(x - 1, y + 1) 이동

            // 왼쪽 아래 대각선(x + 1, y - 1), 오른쪽 아래 대각선(x + 1, y + 1) 이동

            for (int i = 0; i < 8; i++) {

                int nx = now.x + dx[i];     // 이동한 칸의 x좌표

                int ny = now.y + dy[i];     // 이동한 칸의 y좌표

               

                // 이동한 칸의 x좌표나 y좌표가 유효한 인덱스가 아니라면 건너뛰기

                if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= h || ny >= w) {

                    continue;

                }

               

                // 이동한 칸을 이미 방문했거나, 이동한 칸이 바다라면 건너뛰기

                if (visited[nx][ny] || map[nx][ny] == 0) {

                    continue;

                }

               

                queue.add(new Point(nx, ny));   // 이동한 칸을 큐에 삽입

                visited[nx][ny] = true;         // 이동한 칸을 방문 체크

            }

        }

 

 

2차원 배열 BFS 알고리즘에서 일반적으로 사용하는 코드이다.

위에 선언한 dx, dy 배열들은 현재 좌표에서 상, 하, 좌, 우, 대각선으로 이동시킬 때 사용한다. 

현재 섬에 속해있는 칸들을 모두 탐색하기 전까지는 큐가 절대 비지 않는다.

즉, 큐가 비었다면 현재 섬에 속하는 칸들을 모두 탐색한 것이다.

 

전체 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;
 
public class P4963_섬의개수 {
    static int w, h;        // 지도의 너비(열), 높이(행)
    // 현재 위치(0, 0)을 기준으로
    // 위(-1, 0), 왼쪽(0, -1), 아래(1, 0), 오른쪽(0, 1) 이동
    // 왼쪽 위 대각선(-1, -1), 오른쪽 위 대각선(-1, 1) 이동
    // 왼쪽 아래 대각선(1, -1), 오른쪽 아래 대각선(1, 1) 이동
    static int[] dx = {-1, 0, 1, 0, -1, -1, 1, 1};
    static int[] dy = {0, -1, 0, 1, -1, 1, -1, 1};    
    static int[][] map;                // 2차원 지도 배열
    static boolean[][] visited;        // 2차원 방문 배열
    
    static class Point {
        int x, y;
        
        Point (int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        
        // 입력받는 테스트 케이스의 개수가 정해지지 않았으므로 무한 반복
        while (true) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            w = Integer.parseInt(st.nextToken());    // 지도의 너비(열) 입력받기
            h = Integer.parseInt(st.nextToken());    // 지도의 높이(행) 입력받기
            
            // 위에서 입력받은 값이 둘 다 0이라면 무한 반복문 탈출
            if (w == 0 && h == 0) {
                break;
            }
            
            map = new int[h][w];            // 지도 배열 크기 지정
            visited = new boolean[h][w];    // 방문 배열 크기 지정
            
            // 2차원 지도 배열 초기화
            for (int i = 0; i < h; i++) {
                st = new StringTokenizer(br.readLine());
                for (int j = 0; j < w; j++) {
                    // 1: 땅, 0: 바다
                    map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                }
            }
            
            int count = 0;    // 섬의 개수
            
            // 모든 칸을 탐색
            for (int i = 0; i < h; i++) {
                for (int j = 0; j < w; j++) {
                    // 해당 칸을 아직 방문하지 않았고, 해당 칸이 땅이라면
                    // 새로운 섬을 찾은 것임
                    if (!visited[i][j] && map[i][j] == 1) {
                        count++;    // 섬의 개수 1 증가
                        bfs(i, j);    // 이 섬에 속하는 칸들을 해당 칸부터 모두 bfs로 탐색
                    }
                }
            }
            
            bw.write(count + "\n");        // 섬의 개수 출력
            bw.flush();
        }
    }
    
    public static void bfs(int x, int y) {
        Queue<Point> queue = new LinkedList<>();    // bfs 사용을 위한 큐
        queue.add(new Point(x, y));        // 시작 칸을 큐에 삽입
        visited[x][y] = true;            // 시작 칸을 방문 체크
        
        // 큐가 빌 때까지(현재 섬에 속하는 모든 칸들을 탐색할 때까지) 반복
        while (!queue.isEmpty()) {
            Point now = queue.poll();    // 현재 칸을 큐에서 뽑기
            
            // 현재 위치(x, y)을 기준으로
            // 위(x - 1, y), 왼쪽(x, y - 1), 아래(x - 1, y), 오른쪽(x, y - 1) 이동
            // 왼쪽 위 대각선(x - 1, y - 1), 오른쪽 위 대각선(x - 1, y + 1) 이동
            // 왼쪽 아래 대각선(x + 1, y - 1), 오른쪽 아래 대각선(x + 1, y + 1) 이동
            for (int i = 0; i < 8; i++) {
                int nx = now.x + dx[i];        // 이동한 칸의 x좌표
                int ny = now.y + dy[i];        // 이동한 칸의 y좌표
                
                // 이동한 칸의 x좌표나 y좌표가 유효한 인덱스가 아니라면 건너뛰기
                if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= h || ny >= w) {
                    continue;
                }
                
                // 이동한 칸을 이미 방문했거나, 이동한 칸이 바다라면 건너뛰기
                if (visited[nx][ny] || map[nx][ny] == 0) {
                    continue;
                }
                
                queue.add(new Point(nx, ny));    // 이동한 칸을 큐에 삽입
                visited[nx][ny] = true;            // 이동한 칸을 방문 체크
            }
        }
    }
}