[백준] 7569번 - 토마토

📩 출처

문제

수의 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,N과 쌓아올려지는 상자의 수를 나타내는 H가 주어진다. M은 상자의 가로 칸의 수, N은 상자의 세로 칸의 수를 나타낸다. 단, 2 ≤ M ≤ 100, 2 ≤ N ≤ 100, 1 ≤ H ≤ 100 이다. 둘째 줄부터는 가장 밑의 상자부터 가장 위의 상자까지에 저장된 토마토들의 정보가 주어진다. 즉, 둘째 줄부터 N개의 줄에는 하나의 상자에 담긴 토마토의 정보가 주어진다. 각 줄에는 상자 가로줄에 들어있는 토마토들의 상태가 M개의 정수로 주어진다. 정수 1은 익은 토마토, 정수 0 은 익지 않은 토마토, 정수 -1은 토마토가 들어있지 않은 칸을 나타낸다. 이러한 N개의 줄이 H번 반복하여 주어진다.

토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다.

출력

여러분은 토마토가 모두 익을 때까지 최소 며칠이 걸리는지를 계산해서 출력해야 한다. 만약, 저장될 때부터 모든 토마토가 익어있는 상태이면 0을 출력해야 하고, 토마토가 모두 익지는 못하는 상황이면 -1을 출력해야 한다.

👉 생각

• 기본적으로 bfs를 통해 안 익은 토마토(0)를 익은 토마토(1)로 바꿔주었다.
• 먼저 익은 토마토(1)의 위치를 큐에다가 담아 주었고 visited의 해당 값을 1로 주었다. 동시에 안 익은 토마토의 개수(cnt)를 체크해주었다.
• 만약 cnt가 0이라면 모두 익은 토마토기 때문에 0을 리턴해주었다.
• 그렇지 않다면 큐에서 하나씩 값을 가져온다. 여기서 값은 익은 토마토의 위치를 가져오고 상, 하, 좌, 우 옮겼을 때의 값이 인덱스를 벗어나지 않고, 아직 익지 않은 토마토들이라면 큐에서 가져온 값에다가 1을 더해준다.
  • 하루에 하나씩 익기 때문에 맨 처음에 익어 있던 토마토에서 인접 토마토가 익으면 하루가 지난 것을 표현해 주기 위해 visited[nk][ni][nj] = visited[k][i][j] + 1 로 작성해주었다.
  • 위의 코드를 쳤다는 것은 맨 처음 익어 있는 토마토에 의해 안 익은 토마토가 익은 토마토로 바뀌었다는 것을 의미하고 따라서 cnt의 값도 -1을 해주었다.
  • day는 최종 리턴 값으로 상자 안에 토마토가 모두 익은 일을 반환하기 위함인데, visited[nk][ni][nj]의 값은 최초 익은 토마토(0)에서 1씩 증가해 간다. 즉 마지막으로 익은 토마토의 값(visited[nk][ni][nj])에서 1이 우리가 원하는 값을 의미한다.
• while문을 빠져 나와서 cnt가 0이 아니라면, 익은 토마토와 인접하지 않아서 아직 익지 않은 토마토가 있다는 뜻으로 -1을 리턴하고 그렇지 않으면 day를 리턴한다!

def bfs():
    q = [0] * (m*n*h)
    front = -1
    rear = -1
    # 안익은 토마토 개수
    cnt = 0
    day = 0
    for k in range(h):
        for i in range(n):
            for j in range(m):
                if tomato[k][i][j] == 1:
                    rear += 1
                    q[rear] = (k, i, j)
                elif tomato[k][i][j] == 0:
                    cnt += 1
    if cnt == 0:
        return 0
    while front != rear:
        front += 1
        k, i, j = q[front]
        for dk, di, dj in [[-1, 0, 0], [1, 0, 0], [0, -1, 0, ], [0, 1, 0], [0, 0, -1], [0, 0, 1]]:
            nk, ni, nj = k + dk, i + di, j + dj
            if 0 <= nk < h and 0 <= ni < n and 0 <= nj < m and tomato[nk][ni][nj] == 0 and visited[nk][ni][nj] == 0:
                visited[nk][ni][nj] = visited[k][i][j] + 1
                cnt -= 1
                if visited[nk][ni][nj] > day:
                    day = visited[nk][ni][nj]
                rear += 1
                q[rear] = (nk, ni, nj)
    if cnt != 0:
        return -1
    else:
        return day

m, n, h = map(int, input().split())
tomato = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(n)] for _ in range(h)]
visited = [[[0] * m for _ in range(n)] for _ in range(h)]
print(bfs())