토마토 - 백준 알고리즘 7576번

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

7576번: 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. 

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.

 

from collections import deque

M, N = map(int, input().split())
graph = []
# 그래프의 익은 토마토 위치 딸 리스트
ripe_tomatos = []
# 인접 노드 방향
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]
# 안익은 토마토 갯수
underripe_tomatos = 0
# bfs이후 안익은 토마토 갯수
after_bfs_tomatos = 0
answer = 0

for i in range(N):
    graph.append(list(map(int, input().split())))

# 익은 토마토 위치 따서 리스트에 넣기
for i in range(N):
    for j in range(M):
        if graph[i][j] == 1:
            ripe_tomatos.append([i, j])

# 이문제는 queue를 이용하여 처음에 여러 노드를 queue에 집에 넣고 시작해야 되기 때문에
# 탐색시 queue를 이용하는 bfs를 이용한다.

def bfs(tomatos):
    queue = deque()
    # 익은 토마토의 위치를 큐에 넣기
    for i in tomatos:
        xx = i[0]
        yy = i[1]
        queue.append((xx, yy))
    # bfs 탐색시작
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        for i in range(4):
            nx, ny = x + dx[i], y + dy[i]
            if nx < 0 or nx > N - 1 or ny < 0 or ny > M - 1:
                continue
            if graph[nx][ny] == 0:
                queue.append((nx, ny))
                # 인접 토마토가 아직 익지 않았다면 날짜수 누적
                graph[nx][ny] = graph[x][y] + 1
    # 마지막으로 큐에서 나오는 토마토가 익은 날짜 수 출력
    return graph[x][y]

# bfs 하기전 안익은 토마토의 갯수를 세고
for i in range(N):
    underripe_tomatos += graph[i].count(0)

# bfs 탐색
answer = bfs(ripe_tomatos)

# bfs 한 후 안익은 토마토 갯수를 세고
for i in range(N):
    after_bfs_tomatos += graph[i].count(0)

# bfs 하기전 안익은 토마토의 갯수가 없다면 (모두 익었다는 뜻이므로)
if underripe_tomatos == 0:
    print(0)
# bfs 한 후 안익은 토마토의 갯수가 하나라도 있다면 (토마토가 모두 익을 수 없는 환경이란 의미 이므로)
elif after_bfs_tomatos != 0:
    print(-1)
# 그렇지 않은 일반적인 경우
else:
    # 처음부터 토마토가 익은 날짜수는 제외
    print(answer - 1)

TIP

1. 처음부터 익은 토마토가 여러개 일수 있으므로 시작노드가 있어야 한다는 편견을 버리고

queue에 조건을 만족하는 노드들을 모두 넣고 queue를 이용하는 bfs로 탐색을 한다.

2. bfs 한 후 , 하기 전의 토마토의 갯수로 출력 조건을 만족시킨다. 

3. 그래프 자체에 탐색을 하며 날짜를 누적 시킨다.