카카오 프렌즈 컬러링북 - Java(자바), BFS(너비 우선 탐색)

카카오 프렌즈 컬러링북

출판사의 편집자인 어피치는 네오에게 컬러링북에 들어갈 원화를 그려달라고 부탁하여 여러 장의 그림을 받았다. 여러 장의 그림을 난이도 순으로 컬러링북에 넣고 싶었던 어피치는 영역이 많으면 색칠하기가 까다로워 어려워진다는 사실을 발견하고 그림의 난이도를 영역의 수로 정의하였다. (영역이란 상하좌우로 연결된 같은 색상의 공간을 의미한다.)

그림에 몇 개의 영역이 있는지와 가장 큰 영역의 넓이는 얼마인지 계산하는 프로그램을 작성해보자.

위의 그림은 총 12개 영역으로 이루어져 있으며, 가장 넓은 영역은 어피치의 얼굴면으로 넓이는 120이다.

입력 형식

입력은 그림의 크기를 나타내는 m과 n, 그리고 그림을 나타내는 m × n 크기의 2차원 배열 picture로 주어진다. 제한조건은 아래와 같다.

• 1 <= m, n <= 100
• picture의 원소는 0 이상 2^31 - 1 이하의 임의의 값이다.
• picture의 원소 중 값이 0인 경우는 색칠하지 않는 영역을 뜻한다.

출력 형식

리턴 타입은 원소가 두 개인 정수 배열이다. 그림에 몇 개의 영역이 있는지와 가장 큰 영역은 몇 칸으로 이루어져 있는지를 리턴한다.

예제 입출력

m	n	picture	answer
6	4	[[1, 1, 1, 0], [1, 2, 2, 0], [1, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 3], [0, 0, 0, 3]]	[4, 5]

풀이

• BFS(너비 우선 탐색)을 사용하여 풀이
• 어떤 이유에서인지는 모르겠지만 파라미터로 받은 picture 배열을 수정하면 프로그래머스에서 채점이 실패하게 된다. 그래서 visited 배열을 만들어 방문한 칸을 체크한다.(또는 picture 배열을 복사해서 사용해도 된다.)
• picture 배열을 돌며 방문한 적이 없고, 색칠된 칸을 찾으면 그것은 새로운 영역이기 때문에 영역 개수를 1증가시키고, BFS을 진행하여 영역 크기를 계산하고 가장 큰 영역인지를 판별한다.

package programmers.level2;

import java.util.*;

class Point {
    int x;
    int y;

    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

class 카카오프렌즈_컬러링북 {

    int[] dx = {-1, 0 , 1, 0};
    int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    boolean[][] visited;

    public int[] solution(int m, int n, int[][] picture) {
        int numberOfArea = 0; //영역 개수
        int maxSizeOfOneArea = 0; //가장 큰 영역
        visited = new boolean[m][n];

        for(int i = 0; i < m; i++) {
            for(int j = 0; j < n; j++) {
                if(picture[i][j] != 0 && !visited[i][j]) {
                    maxSizeOfOneArea = Math.max(maxSizeOfOneArea, bfs(m, n, i, j, picture));
                    numberOfArea++;
                }
            }
        }

        return new int[]{numberOfArea, maxSizeOfOneArea};
    }

    public int bfs(int m, int n, int x, int y, int[][] picture) {
        int range = 1;
        int target = picture[x][y];
        Queue<Point> q = new LinkedList<>();

        visited[x][y] = true;
        q.offer(new Point(x, y));

        while(!q.isEmpty()) {
            Point p = q.poll();

            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = p.x + dx[i];
                int ny = p.y + dy[i];

                if(nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n && picture[nx][ny] == target && !visited[nx][ny]) {
                    q.offer(new Point(nx, ny));
                    visited[nx][ny] = true;
                    range++;
                }
            }
        }

        return range;
    }

}

출처

• 코딩테스트 연습 - 카카오프렌즈 컬러링북 | 프로그래머스 (programmers.co.kr)