[BOJ/Python] 7576_토마토

문제 출처 : 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.

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.

예제 입력 1 

6 4
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 1

8

 

예제 입력 2 

6 4
0 -1 0 0 0 0
-1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 2 

-1

 

예제 입력 3 

6 4
1 -1 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 0
0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 -1 1

예제 출력 3 

6

 

예제 입력 4 

5 5
-1 1 0 0 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 0 0 0 0

예제 출력 4 

14

 

예제 입력 5 

2 2
1 -1
-1 1

예제 출력 5 

0

 

---

풀이

 

익은 토마토(1)를 기준으로 아직 익지 않은 토마토(0)를 탐색하는 문제로, BFS(너비우선탐색, Breadth-First Search)를 이용하여 문제를 풀었다.

import sys
import collections
 
dx = [-1,0,1,0]
dy = [0,-1,0,1]
 
def bfs(tomatoes,xy_list):
    queue = collections.deque()
    for i in xy_list:
        queue.append(i)
 
    days = 0
    count = len(queue)
    flag = False
 
    while queue:
        x,y = queue.popleft()
        count-=1
        for i in range(4):
            px = x + dx[i]
            py = y + dy[i]
            if 0<=px<m and 0<=py<n:
                if tomatoes[py][px]==0:
                    tomatoes[py][px]=1
                    queue.append((px,py))
                    flag = True
        if count==0 and flag:
            if queue:
                count = len(queue)
                days+=1
 
    return days
 
 
m,n = map(int,sys.stdin.readline().split())
 
tomatoes = [[] for _ in range(n)]
 
for i in range(n):
    tomatoes[i] = list(map(int,sys.stdin.readline().split()))
 
xy_list = []
for j in range(m):
    for i in range(n):
        if tomatoes[i][j]==1:
            xy_list.append((j,i))
 
result = bfs(tomatoes,xy_list)
 
for j in range(m):
    for i in range(n):
        if tomatoes[i][j]==0:
            result = -1
            break
 
print(result)

1. 우선 bfs 함수 부분을 살펴보자면, tomatoes는 토마토의 상태 정보가 들어있는 리스트이고, xy_list의 경우 맨 처음 익은 토마토의 좌표 정보를 저장한 리스트이다.
2. 큐 자료구조를 이용할 것이기때문에, collections 모듈을 import하여 deque를 이용한다.
3. 2차원 리스트인 tomatoes에서 1인 부분의 좌표 정보를 저장하고 있는 xy_list를 큐에 append함으로써, 초기 상태에 익은 토마토의 위치 정보를 큐에 넣어준다.
4. 이후 큐에 데이터가 들어있는 동안 while문으로 반복하여 큐에 있는 좌표 정보들을 들어온 순서대로 꺼내준다.
5. 좌표의 상하좌우를 확인하여, 익지 않은 토마토(0)가 있다면, 그 값을 1로 바꾸어주고, 큐에 그 좌표를 넣어준다.
6. count변수의 경우, 날짜 계산을 하기 위하여 큐에 들어간 좌표들을 세대별(날짜별)로 구분하기 위하여 만들었다. 맨 처음 큐에 들어간 좌표쌍들이 모두 큐에서 나가고 나면, 새로운 세대의 좌표쌍들이 큐에 들어와 있을것이고, 이 좌표쌍들의 개수를 count 변수에 저장하여, popleft()를 할때마다 하나씩 줄여나간다. 이후 count변수가 0이 되면 현재 세대의 좌표쌍들이 모두 큐에서 나갔음을 의미하고 days를 1 더한다.

 

1. 토마토의 상태정보를 입력받고, 이중 for문을 이용하여 익은 토마토의 좌표를 xy_list에 저장한다.
2. bfs 함수를 호출하여 result 변수에 days 값을 저장한다.
3. 만약 bfs함수 호출 이후에도 익지 않은 토마토(0)가 존재한다면 result 변수를 -1로 바꾼다.
4. result값을 출력한다.