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알고리즘/알고리즘 문제

[python] 백준 > BFS > 토마토(7576)

[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.

 

www.acmicpc.net/problem/7576

 

7576번: 토마토

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 토마토

www.acmicpc.net

[나의 풀이]

import sys; input=sys.stdin.readline
from collections import deque

m, n = map(int, input().split())

def bfs(queue, answer, arr, visited):
    cnt = answer
    dx, dy = [-1, 1, 0, 0], [0, 0, -1, 1]
    while queue:
        x, y, cnt = queue.popleft()
        for k in range(4):
            nx, ny = x+dx[k], y+dy[k]
            if not(0<=nx<n and 0<=ny<m):
                continue
            if not visited[nx][ny] and arr[nx][ny]==0:
                visited[nx][ny]=1
                arr[nx][ny]=1
                queue.append((nx, ny, cnt+1))
    return cnt

def check(answer, arr):
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if arr[i][j]==0:
                return -1
    return answer


visited = [[0]*m for _ in range(n)]
arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
queue = deque()
answer = 0
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if not visited[i][j] and arr[i][j]==1:
            visited[i][j]=1
            # 여기가 이 문제의 포인트!!!
            # 처음에 익은 토마토가 한군데만이 아니라 다른데도 있을시에 동시에 큐에 넣어줌으로써 동시에 서로 다른 토마토가 다른 위치에서 익히도록 한다.
            queue.append((i, j, answer))
answer = bfs(queue, answer, arr, visited)
print(check(answer, arr))

  • 이 문제의 포인트는 BFS시작점을 여러 군데를 잡는 것이다. 즉, 토마토가 모두 익는 최소 시간을 구하기 위해서 만약 익은 토마토가 여러 곳에 배치되어 있다면 각각의 익은 토마토를 기준으로 퍼져나간다. 그래서 일단 익은 토마토의 위치를 구해서 queue에 넣어준 다음에 이 queue를 bfs함수에 인자로 넣어주는 것이 포인트이다.

[나의 풀이 - 좀더 개선된 코드]

import sys; input=sys.stdin.readline
from collections import deque

m, n = map(int, input().split())

def bfs(queue, arr):
    dx, dy = [-1, 1, 0, 0], [0, 0, -1, 1]
    while queue:
        x, y, cnt = queue.popleft()
        for k in range(4):
            nx, ny = x+dx[k], y+dy[k]
            if not(0<=nx<n and 0<=ny<m):
                continue
            if arr[nx][ny]==0:
                arr[nx][ny]=1
                queue.append((nx, ny, cnt+1))
    return cnt

def check(answer, arr):
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if arr[i][j]==0:
                return -1
    return answer


arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
queue = deque()
answer = 0
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if arr[i][j]==1:
            # 여기가 이 문제의 포인트!!!
            # 처음에 익은 토마토가 한군데만이 아니라 다른데도 있을시에 동시에 큐에 넣어줌으로써 동시에 서로 다른 토마토가 다른 위치에서 익히도록 한다.
            queue.append((i, j, answer))
answer = bfs(queue, arr)
print(check(answer, arr))
  • 여기선 visited가 필요 없었다. 이미 방문한 것은 0을 1로 바꿔주기 때문이다.
  • 또한 bfs함수로 answer를 굳이 넘겨줄 필요가 없다.

[다른 사람의 풀이]

import sys
from collections import deque
r = sys.stdin.readline


def bfs(M, N, box):
    # 좌우상하
    dx = [0, 0, 1, -1]
    dy = [-1, 1, 0, 0]

    days = -1

    while ripe:
        days += 1
        for _ in range(len(ripe)):
            x, y = ripe.popleft()

            for i in range(4):
                nx = x + dx[i]
                ny = y + dy[i]

                if (0 <= nx < N) and (0 <= ny < M) and (box[nx][ny] == 0):
                    box[nx][ny] = box[x][y] + 1
                    ripe.append([nx, ny])

    for b in box:
        if 0 in b:
            return -1
    return days


M, N = map(int, r().split())
box, ripe = [], deque()
for i in range(N):
    row = list(map(int, r().split()))
    for j in range(M):
        if row[j] == 1:
            ripe.append([i, j])
    box.append(row)


print(bfs(M, N, box))