[BOJ][🟡5][백준#07569] 토마토

문제 출처

BAEKJOON Online Judge #7569

문제

철수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다. 토마토는 아래의 그림과 같이 격자모양 상자의 칸에 하나씩 넣은 다음, 상자들을 수직으로 쌓아 올려서 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 토마토에 인접한 곳은 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 여섯 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.

예제

예제 1

입력

5 3 1
0 -1 0 0 0
-1 -1 0 1 1
0 0 0 1 1

출력

-1

예제 2

입력

5 3 2
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0

출력

4

예제 3

입력

4 3 2
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
-1 -1 -1 -1
1 1 1 -1

출력

0

My Sol

import sys
input = sys.stdin.readline

# 하나라도 0이 있으면 True, 아니면 False
def checkZero():
    global cube, H, I, J
    for h in range(H):
        for i in range(I):
            for j in range(J):
                if not cube[h][i][j]:
                    return 1
    return 0


# 입력 처리
J, I, H = map(int, input().split())
cube = []
for _ in range(H):
    mat = [list(map(int, input().split())) for _ in range(I)]
    cube.append(mat)

# 저장될 때부터 모두 익으면(0이 없으면) 0 출력
if not checkZero():
    print(0)
    quit()

# 1의 좌표를 Q에 삽입
Q = []
front, back = -1, 0
for h in range(H):
    for i in range(I):
        for j in range(J):
            if cube[h][i][j]==1:
                Q.append((0, h, i, j))
                back += 1


# 숙성 시작
max_day = 0
while front < back-1:
    front += 1
    nday, nh, ni, nj = Q[front]

    dhij = [(0,-1,0), (0,1,0), (0,0,-1), (0,0,1), (1,0,0), (-1,0,0)]
    for dh, di, dj in dhij:
        # 탐색 방향이 상자 범위 이내이고
        if (0<=nh+dh<H) and (0<=ni+di<I) and (0<=nj+dj<J):
            # 안 익은 토마토라면
            if not cube[nh+dh][ni+di][nj+dj]:
                # cube에 탐색 위치를 체크
                cube[nh+dh][ni+di][nj+dj] = 1
                # Q에 탐색 좌표와 일수를 추가
                Q.append((nday+1, nh+dh, ni+di, nj+dj))
                back += 1

                if max_day < nday+1:
                    max_day = nday+1

# 숙성 모두 마치고 안 익은 토마토가 있다면 -1 출력, 아니라면 max_day 출력
print(-1 if checkZero() else max_day)

BFS를 이용하는 문제였고, 처음으로 3차원 방식으로 풀어보는 문제였다. 차원이 평면에서 입체가 되었을 뿐, 벡터를 다루는 방식이나 입력을 처리하는 방식은 기존과 비슷했기 때문에 오히려 어렵지 않게 풀 수 있는 문제였다.

처음부터 안 익은 토마토가 없는 경우 : 완전 탐색

처음부터 안 익은 토마토, 즉 0이 없는 경우를 판별하기 위해 checkZero() 함수를 작성하였다. cube의 모든 칸을 돌며 값이 0, 즉 False인 경우를 마주친다면 즉시 1을 반환하고, 끝까지 탐색했는데도 0을 발견하지 못했다면 0을 반환한다. 이를 통해 만약 checkZero가 0을 반환한다면 처음부터 익힐 토마토가 없기 때문에 0을 출력하고 끝낸다.

숙성 과정 : BFS

기존 delta를 가로, 세로에 대해서만 정의했다면, 3차원을 도입해 위 아래 층의 값까지 확인하면 되겠다. 똑같이 범위 내인지 확인하고 값이 0이라면 체크하고 Queue에 넣어주는 것이다.

결과

맞았습니다!!