[백준 C++] 7576 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.

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

풀이

시간초과가 흔한 문제이다.
토마토갯수의 최댓값이 1000x1000, 백만개인데,
각각 백만개의토마토가 다른 (백만-1)개의 토마토를 모두 탐색하려면 당연 1초에 불가능
여기서 익은토마토를 기준으로 BFS를 짜야한다.
맨처음으로 모든 익은 토마토좌표를 기록해놓고,
해당 좌표를 하나씩 가져와서 BFS초깃값으로 넣고 돌리면 시간초과!!!!
BFS초깃값으로 모든 익은토마토좌표를 한번에 넣고 돌려야한다.!!!
아마도, 전자의 경우 벽을만나거나, 같은 익은토마토를 만나거나하는 경우가
매회마다 중복되어 쌓이는데,
후자의 경우는 한번의 BFS에서 한번씩만 처리하므로 더 빠른것같다.

• BFS, 큐의 초깃값으로 모든 익은토마토 좌표를 넣는다.
• 하나의 위치를 여러번 방문해야하므로, 방문체크를하지않고 모든 경우의수를 진행
• 매방문시 해당위치에 최솟값을 갱신하도록한다

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <bits/stdc++.h>
using std::vector; using std::pair; using std::queue;
typedef pair<int, int> pii;
/*
안익은 토마토 : 1
익은 토마토는 : -1
ripeTomato : 1회용, 익은토마토 좌표
unripeTomato : 1회용, 안익은 토마토 좌표
*/
int n, m, ** tomato, unripeTomatoCnt, **tomatoDays;
int dx[4] = { 0, 1, 0, -1 };
int dy[4] = { 1, 0, -1, 0 };
vector<pii> ripeTomato, unripeTomato;
queue <pair<pii, int>> loc;
void init();
void becomeRipe();
void func();

void func() {
	init();
	becomeRipe();
}

//익은 토마토를 기준으로 모든 안익은토마토를 익힌다.
//BFS사용하되, 모든 익은 토마토 좌표부터 days를 +1 씩 늘려가며 탐색하는데,
//안익은 토마토를 만날때마다 최솟값을 갱신해야함.
//즉 안익은토마토, 하나의 좌표를 여러번 방문해야하므로,
//방문 check를 하지않고 중복방문함
void becomeRipe() { 
	//처음에 모든 익은토마토좌표를 시작점으로 전부 넣음
	for (int k = 0; k < ripeTomato.size(); k++) { 
		int start_x = ripeTomato[k].first;
		int start_y = ripeTomato[k].second;
		loc.push({ {start_x, start_y}, 1 });
	}

	while (!loc.empty()) {
		int x = loc.front().first.first; //현재위치 (x, y)
		int y = loc.front().first.second;
		int days = loc.front().second;
		loc.pop();

		for (int dir = 0; dir < 4; dir++) { //다음 4방향(우,하,좌,상)
			int xx = x + dx[dir]; //다음위치 (xx, yy)
			int yy = y + dy[dir];
			//비정상 범위면 제외
			if (xx < 0 || yy < 0 || xx == n || yy == m) continue; 
			//익은토마토나 빈공간을 만나면 제외
			if (tomato[xx][yy] == -1 || tomato[xx][yy] == 0) continue;
			//해당위치의 토마토가 가지는 일수는 항상 최솟값이어야함
			if (tomatoDays[xx][yy] > days) { 
				tomatoDays[xx][yy] = days;
				loc.push({ {xx, yy}, days + 1 }); //최솟값을때 탐색을 이어나감
			}
		}

	}

	int res = 0; //최종 일수
	for (int i = 0; i < n; i++)
		for (int j = 0; j < m; j++) {
			if (tomatoDays[i][j] == 0x7fffffff) { 
				//안익은 토마토의 일수가 초깃값(0x7fffffff)이면 고립된것이므로
				//문제의 조건에의해 -1 출력
				if (tomato[i][j] == 1) { 
					printf("-1");
					return;
				}
			}
			else {
				if (res < tomatoDays[i][j]) //최솟값을 찾아감
					res = tomatoDays[i][j]; 
			}

		}
	
	printf("%d", res);
}

void init() {
	scanf("%d%d", &m, &n);
	tomato = new int* [n];
	visited = new bool* [n];
	tomatoDays = new int* [n];
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		tomato[i] = new int[m];
		visited[i] = new bool[m];
		tomatoDays[i] = new int[m];
		for (int j = 0, _; j < m; j++) {
			scanf("%d", &_);
			if (_ == 1) {
				tomato[i][j] = -1; //익은것
				ripeTomato.push_back({ i, j });
			}
			else if (_ == 0) {
				tomato[i][j] = 1; //안익은것
				unripeTomato.push_back({ i, j });
				unripeTomatoCnt++; //안익은토마토갯수셈
			}
			else if(_ == -1)
				tomato[i][j] = 0; //빈공간

			tomatoDays[i][j] = 0x7fffffff; //최댓값으로 초기화
		}
	}

}


int main(void) {
	func();
	return 0;
}