Baekjoon7576: 토마토

토마토

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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.

풀이

BFS + 최소경로로 풀이할 수 있다. 추가된 사항은 -1은 토마토가 없는 곳이라서 경로로 이용할 수 없다는 점이다.

0의 개수 카운트

배열 안에 값들을 저장할 때 0의 개수를 세어준다. bfs 탐색을 진행하면서 익은 토마토를 모두 체크해주는데 체크할 때마다 이전에 세어준 0의 개수에서 1을 빼주면 된다. 만약 최종 0의 개수가 0이라면 이미 토마토는 모두 익어있는 상태므로 0을 출력해준다.

탐색을 마친 토마토의 개수와 0의 개수가 같지 않다면?

-1 때문에 전체 탐색하지 못한 경우이므로 문제의 조건대로 -1을 출력해야한다.

탐색을 마친 토마토의 개수와 0의 개수가 같다면?
전체 탐색을 마친 경우이므로 기록된 최대값(토마토가 모두 익는데 걸린 시간)을 출력한다.

시작점이 2개 이상?

BFS 탐색은 수평적인 방향으로 진행된다. 이 때문에 최소경로를 구할 수 있는 이유가 된다.(아래 포스팅 4번 참고)

Devjo의 코딩 : 네이버 블로그

위와 같은 이유 때문에 출발점이 여러 곳이라도 큐에 차례차례 넣어주면 동시다발적으로 탐색을 진행할 수 있다.

즉, 시작 포인트가 [0,0]이고 [5,5]이면 큐 안에 [0,0], [5,5]를 순서에 상관없이 먼저 넣어두면 큐를 순환하고 번갈아가며 양쪽을 탐색한다.

import java.util.*;
public class Main {
	static int[][] arr;
	static boolean[][] check;
	static int M,N;
	static int[] dx = {-1,1,0,0};
	static int[] dy = {0,0,1,-1};
	static int zeroCount = 0;
	static int max = 0;
	static Queue<int[]> queue = new LinkedList<int[]>();
	public static void bfs() {
		while(!queue.isEmpty()) {
			int[] now = queue.poll();
			int nowX = now[0]; 
			int nowY = now[1];
			
			for(int i=0;i<4;i++) {
				int nextX = nowX + dx[i];
				int nextY = nowY + dy[i];
				
				if(nextX<0 || nextY<0 || nextX>=M || nextY>=N || arr[nextX][nextY]!=0 || check[nextX][nextY]) {
					continue;
				}
				queue.add(new int[] {nextX,nextY});
				arr[nextX][nextY]=arr[nowX][nowY]+1;
				max=Math.max(arr[nextX][nextY],max); //최대값을 기록한다
				check[nextX][nextY]=true;
				zeroCount--;
			}
		}

	}
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		N=sc.nextInt(); //M. N의 입력값을 잘 넣어주어야 한다
		M=sc.nextInt(); //입력값과 같은 모양으로 들어가야 한다
		arr=new int[M][N];
		check=new boolean[M][N];
		for(int i=0;i<M;i++) {
			for(int j=0;j<N;j++) {
				int input = sc.nextInt();
				if(input==0) { //0의 개수 카운트
					zeroCount++;
				}else if(input==1) { //1을 만나면 바로 시작점으로 큐에 넣어준다
					check[i][j]=true; //또한 방문 표시
					queue.add(new int[] {i,j});
				}else { //-1이면 방문표시만 해준다
					check[i][j]=true; 
				}
				arr[i][j]=input;
			}
		}
		if(zeroCount==0) { //0이 존재하지 않는다면 0을 출력
			System.out.println(0);
		}else {
			bfs();
			if(zeroCount!=0) { //탐색 후 0이 남아있다면 -1 출력
				System.out.print(-1);
			}else { //전체 탐색을 완료했다면 최대값-1 출력
				System.out.println(max-1); //시작점 1을 기준으로 기록했으므로 1을 빼준다
			}
		}
}}