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[백준] 1963번 - 소수 경로


백준 온라인 저지의 1963번 소수 경로 문제입니다.

[링크] https://www.acmicpc.net/problem/1963


문제 조건과 설명

입력으로 네 자리 소수 a, b가 주어집니다.

이제 소수 a에서 소수 b로 바꿔야 하는데, 바꿀 때의 조건은 다음과 같습니다.

  • 숫자 중 한 자리만 바꿔야 한다.
  • 바꾼 그 숫자도 소수여야 한다.

예를 들어, 1033을 8179로 바꾸려면 다음과 같은 과정을 거칠 수 있습니다.

1033 - 1733 - 3733 - 3739 - 3779 - 8779 - 8179

이처럼 한 번에 한 자리만 바꿀 수 있고, 바뀌는 과정에서의 모든 숫자들 또한 소수여야 합니다.

이 때 a에서 b로 바꿀 때의 최소 변환 횟수를 구하면 됩니다. 위의 경우 변환 횟수가 6회 입니다.


Input

첫 줄에 test case의 수 T가 주어진다. 다음 T줄에 걸쳐 각 줄에 1쌍씩 네 자리 소수가 주어진다.

Output

각 test case에 대해 두 소수 사이의 변환에 필요한 최소 회수를 출력한다.

불가능한 경우 Impossible을 출력한다.


생각한 아이디어

먼저 특정 숫자가 소수임을 판별하기 위해 에라토스테네스의 체를 이용하여 구해 놓습니다.

에라토스테네스의 체로 소수 구하기 : https://chanhuiseok.github.io/posts/algo-42/

이후 BFS를 활용하여 탐색합니다.

  • 처음 들어온 숫자의 각 자릿수를 변경해 가면서, 소수인 경우 큐에 push 합니다.
    • 단, 이미 push한 숫자는 더 이상 들어갈 수 없도록 visit 배열로 관리합니다.
  • 자릿수를 변경해 가면서 판단하는 도중, 최종 목적지인 b와 같을 경우 반복문을 바로 끝냅니다.
  • 만약 큐가 빌 때까지 최종 목적지 b와 같았던 적이 한 번도 없을 경우, Impossible 입니다.

사실 디버깅을 하면서, 매 반복문마다 큐에 많은 숫자가 들어가는 것을 확인한 뒤 시간 초과가 나지 않을까 싶었지만… 저지에 제출하고 보니 생각보다 실행시간이 그리 크지 않았습니다.

큐에는 방문하지 않은 소수만 들어갈 수 있기 때문에 생각보다 큰 오버헤드가 아닌 것 같습니다.


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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <queue>
#include <cstring> //memset시 필요

using namespace std;

int seive[10001];
int visit[10001];

int main() {

	int T;
	scanf("%d", &T);

	for (int x = 2; x < 10001; x++) {
		if (seive[x] == 0) {
			for (int u = 2 * x; u < 10001; u += x) {
				seive[u] = 1;
			}
		}
	}

	int a, b, result_depth;
	for (int i = 0; i < T; i++) {

		bool finishFlag = false;
		queue<pair<int, int>> q;
		memset(visit, 0, sizeof(visit));
		scanf("%d %d", &a, &b);
		
		q.push({ a,0 });

		if (a == b) {
			printf("0\n");
			continue;
		}

		while (!q.empty() && !finishFlag) {
			int num = q.front().first;
			int depth = q.front().second;
			q.pop();

			string strNum;

			for (int i = 0; i < 4; i++) {
				strNum = to_string(num);

				for (int j = 0; j <= 9; j++) {
					// 숫자를 바꿔보기
					strNum[i] = j + 48;
					int stoiNum = stoi(strNum);

					if (stoiNum < 1000 || stoiNum == a) continue;

					if (seive[stoiNum] == 0 && visit[stoiNum] == 0) {
						if (stoiNum == b) {
							result_depth = depth + 1;
							finishFlag = true;
							break;
						}
						q.push({ stoiNum, depth + 1 });
						visit[stoiNum] = 1;
					}
				}
				if (finishFlag) break;
			}
		}
		if (finishFlag)
            printf("%d\n", result_depth);
		else if (!finishFlag)
            printf("Impossible\n");
	}

	return 0;
}