[알고리즘][백준][bfs][7574번] 토마토

문제

철수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다. 토마토는 아래의 그림과 같이 격자 모양 상자의 칸에 하나씩 넣어서 창고에 보관한다. 

창고에 보관되는 토마토들 중에는 잘 익은 것도 있지만, 아직 익지 않은 토마토들도 있을 수 있다. 보관 후 하루가 지나면, 익은 토마토들의 인접한 곳에 있는 익지 않은 토마토들은 익은 토마토의 영향을 받아 익게 된다. 하나의 토마토의 인접한 곳은 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 네 방향에 있는 토마토를 의미한다. 대각선 방향에 있는 토마토들에게는 영향을 주지 못하며, 토마토가 혼자 저절로 익는 경우는 없다고 가정한다. 철수는 창고에 보관된 토마토들이 며칠이 지나면 다 익게 되는지, 그 최소 일수를 알고 싶어 한다.

토마토를 창고에 보관하는 격자모양의 상자들의 크기와 익은 토마토들과 익지 않은 토마토들의 정보가 주어졌을 때, 며칠이 지나면 토마토들이 모두 익는지, 그 최소 일수를 구하는 프로그램을 작성하라. 단, 상자의 일부 칸에는 토마토가 들어있지 않을 수도 있다.

입력

첫 줄에는 상자의 크기를 나타내는 두 정수 M,N이 주어진다. M은 상자의 가로 칸의 수, N은 상자의 세로 칸의 수를 나타낸다. 단, 2 ≤ M,N ≤ 1,000 이다. 둘째 줄부터는 하나의 상자에 저장된 토마토들의 정보가 주어진다. 즉, 둘째 줄부터 N개의 줄에는 상자에 담긴 토마토의 정보가 주어진다. 하나의 줄에는 상자 가로줄에 들어있는 토마토의 상태가 M개의 정수로 주어진다. 정수 1은 익은 토마토, 정수 0은 익지 않은 토마토, 정수 -1은 토마토가 들어있지 않은 칸을 나타낸다.

토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다.

출력

여러분은 토마토가 모두 익을 때까지의 최소 날짜를 출력해야 한다. 만약, 저장될 때부터 모든 토마토가 익어있는 상태이면 0을 출력해야 하고, 토마토가 모두 익지는 못하는 상황이면 -1을 출력해야 한다.

예제 입력 1 

6 4
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 1 

8

예제 입력 2

6 4
1 -1 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 0
0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 -1 1

예제 출력 2 

6

예제 입력 3 

5 5
-1 1 0 0 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 0 0 0 0

예제 출력 3

14

 

 

풀이

문제 이해하기

토마토는 상하좌우로 옆에 있는 토마토를 익힐 수 있다. (익는데 걸리는 시간 : 1일)
그래프는 -1 (빈 칸), 0 (익지 않은 토마토), 1 (익은 토마토)로 그려진다.
이 문제는 익은 토마토들의 주위를 확인하며 나아가야하므로 bfs 알고리즘을 사용해야한다
익은 토마토가 어디있는지 모르기 때문에 찾아야 한다. (시작 지점이 일정하지 않다.)

 

매개변수 설정, 그래프 그리기

box = []
m, n = map(int, input().split())

for i in range(n):
    a = list(map(int, input().split()))
    box.append(a)

• 입력하는 순서는 행과 열을 입력하기 때문에 m과 n을 잘 구별해야한다...

익은 토마토 찾기

from collections import deque

# queue 생성
que = deque()

# box안에 익은 토마토의 위치를 que에 넣는다
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if box[i][j] == 1:
            que.append([i, j])

• queue 사용하기 위해 deque를 import
• queue를 생성하고 queue에 토마토의 위치를 append한다.

넓이 탐색 bfs

def dfs():
	#상하좌우로 이동하기 위한 변수
    dx = [1, -1, 0, 0]
    dy = [0, 0, 1, -1]

    while que: # que가 비어있을 때 까지 반복
        x, y = que.popleft()
        for i in range(4):# 상하좌우로 이동
            nx = x+ dx[i]
            ny = y+ dy[i]
            if nx >-1 and nx <n and ny >-1 and ny <m: # 박스안 범위를 넘어가지 않는 조건
                if box[nx][ny] == 0: # 익지 않은 토마토가 있어야함
                    box[nx][ny] = box[x][y] +1 
                    que.append([nx,ny]) # 다음 탐색할 위치를 que에 넣어줌

• 설명은 다음 주석과 같다.
• 이동하면서 1을 더해 각 토마토가 익는 일수를 구한다
  •  box[nx][ny] = box[x][y] +1 

최대값으로 걸리는 일수 구하기

res=[]
for i in box:
    for j in i:
        if j == 0:
            print(-1)
            exit(0)
    res.append(max(i))

print(max(res)-1)

• max()를 사용해 각 리스트의 최대값을 비교하면서 토마토가 모두 익는데 걸리는 시간을 구했다.
• 만약 익은 토마토가 하나도 없을 때는 -1을 출력한다.
• 마지막 결과 값에 max(res)-1 한 이유는 ''실제로 1과 인접한 위치에 2를 기록하지만 2를 기록하기 까지 걸린 시간은 2일이 아니라 1일이기 때문에 실제로 기록된 값에서 1을 빼준 값이 최소 날짜가 된다.'' 

전체 코드

import sys
from collections import deque

input = sys.stdin.readline

# 입력 처리, 토마토가 들어있는 상자 만들기
m, n = map(int, input().split())
box = []

for i in range(n):
    a = list(map(int, input().split()))
    box.append(a)

# queue 생성
que = deque()

# box안에 익은 토마토의 위치를 que에 넣는다
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if box[i][j] == 1:
            que.append([i, j])
        
def dfs():
    dx = [1, -1, 0, 0]
    dy = [0, 0, 1, -1]

    while que:
        x, y = que.popleft()
        for i in range(4):
            nx = x+ dx[i]
            ny = y+ dy[i]
            if nx >-1 and nx <n and ny >-1 and ny <m: # 박스안 범위를 넘어가지 않는 조건
                if box[nx][ny] == 0: # 익지 않은 토마토가 있어야함
                    box[nx][ny] = box[x][y] +1 
                    que.append([nx,ny])
dfs()

res=[]
for i in box:
    for j in i:
        if j == 0:
            print(-1)
            exit(0)
    res.append(max(i))

print(max(res)-1)