[백준] 7576_ 토마토 / 그래프, 최단경로, BFS **

 

 

Gold

 

 

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.

 

 

 

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풀이

 

import java.util.*;
import java.io.*;

class Main {
    static int[][] box;
    static int[] dx = {1, 0, -1, 0};
    static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    static Queue<int[]> q;
    static int N, M, count;
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());

        box = new int[N][M];
        count = 0;
        q = new LinkedList<>();
        
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                box[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (box[i][j] == 0) count++; // 익지 않은 토마토 개수
                if (box[i][j] == 1) q.offer(new int[] {i, j, 0}); // 익은 토마토 위치 큐에 추가
            }
        }
        
        int result = bfs();
        System.out.println(result);
    }

    public static int bfs() {
        int maxDays = 0;

        while (!q.isEmpty()) {
            int[] current = q.poll();
            int x = current[0];
            int y = current[1];
            int days = current[2];

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

                // 유효한 위치이고, 익지 않은 토마토라면 익힌 후 큐에 추가
                if (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < M && box[nx][ny] == 0) {
                    box[nx][ny] = 1;
                    count--; // 익지 않은 토마토 개수 감소
                    q.offer(new int[] {nx, ny, days + 1});
                    maxDays = days + 1; // 최대 일수 갱신
                }
            }
        }
        
        if(count == 0) return maxDays;
        return -1;
    }
}

 

 

해결 방법 

• 상자의 크기 N과 M을 입력받고, 각 위치의 토마토 상태(익은 토마토, 익지 않은 토마토, 빈 공간)를 확인한다.
• 익은 토마토(상태 1)라면 해당 위치를 큐에 추가하고, 익지 않은 토마토(상태 0)라면 count 변수를 통해 익어야 할 토마토 개수를 기록한다. 
• bfs 탐색을 시작한다. 
  1. 큐에서 익은 토마토를 하나씩 꺼내며 상하좌우 위치를 탐색한다. 
  2. 해당 위치에 익지 않은 토마토가 있다면
     - 해당 토마토를 익게 하고(상태 0 → 상태 1), count 변수를 하나 감소시켜 익어야 할 남은 토마토 개수를 갱신한다
     - 큐에 익은 토마토의 위치와 소요 일수를 함께 추가한다
     - 소요된 일수를 매번 확인해 최종 익히기까지 걸린 최대 일수(maxdays)를 기록한다. 
• 익지 않은 토마토의 개수가 0이라면 소요된 일수를 출력하고, 아니라면 -1을 출력한다. 

 

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풀이 2 - 객체사용

 

import java.util.*;
import java.io.*;

class Main {

    static int[][] box;
    static int[] dx = {1, 0, -1, 0};
    static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    static Queue<Tomato> q;
    static int N, M, count;

    static class Tomato{
        int x;
        int y;
        int day;

        public Tomato(int x, int y, int day){
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.day = day;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());

        box = new int[N][M];
        count = 0;
        q = new LinkedList<>();
        
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                box[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (box[i][j] == 0) count++; // 익지 않은 토마토 개수
                if (box[i][j] == 1) q.offer(new Tomato(i, j, 0)); // 익은 토마토 위치 큐에 추가
            }
        }
        
        int result = bfs();
        System.out.println(result);
    }

    public static int bfs() {
        int maxDays = 0;

        while (!q.isEmpty()) {
            Tomato tomato = q.poll();
            int x = tomato.x;
            int y = tomato.y;
            int days = tomato.day;

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

                // 유효한 위치이고, 익지 않은 토마토라면 익힌 후 큐에 추가
                if (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < M && box[nx][ny] == 0) {
                    box[nx][ny] = 1;
                    count--; // 익지 않은 토마토 개수 감소
                    q.offer(new Tomato(nx, ny, days+1));
                    maxDays = days + 1; // 최대 일수 갱신
                }
            }
        }
        
        if(count == 0) return maxDays;
        return -1;
    }
}

 

Tomato 객체를 따로 만들어 코드의 가독성을 높혀주었다. 

 

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https://www.acmicpc.net/problem/7576