[백준] 7576 - 토마토 JAVA

Solved.ac Class 완전정복 프로젝트

Class : 2 ~ 2 ++

 

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링크

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 ≤ 1,000이다. 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.

접근방법

 익은 토마토가 전이(?)되어 모든 토마토를 익게 만드는데 걸리는 시간을 요구하는 문제이다. 익은 토마토는 인접 4방향을 전이시킨다. 익은 토마토 하나가 4방향으로 뻗어나가고, 뻗어나가 익은 각각의 토마토가 또다시 전이를 일으킨다. 여러 방향을 한 번에 뻗어나가기에 이 문제는 너비 탐색(BFS) 문제임을 인지하고 풀이로 들어가자.

풀이

 해당 문제를 처음 풀었을 때, 곧바로 BFS를 적용하고 틀렸다. 코드가 순차 적용되기 때문에, 여러 토마토가 익어 있는 경우를 해결하지 못했고, 깊이가 증가할 때마다 동적으로 늘어나는 방향을 통제할 수 없어서, 하루 단위로 끊어서 접근하였다. 

 

 이 문제는 일반적인 BFS 문제랑은 다르다. 일반적인 BFS는 하나의 노드를 기준으로 잡고, 너비 탐색을 수행한다. 그러나 이 문제에서 시작 노드를 담당하는 익은 토마토는 반드시 하나가 아니다. 여러 개일 수 있다는 의미이다. 그러므로 일반적인 BFS방식을 사용하여 해결하려 한다면, 날짜를 구별해내기가 상당히 까다로울 수 있다. 

 

그럼 날짜를 구별하기 위해선 어떻게 구현해야 할까? 큐를 날짜별로 잘라서 이용하면 된다. 

 

1. 큐에 들어가 있는 익은 토마토를 순차적으로 모두 뺀다.
2. 해당 날짜에서 익은 토마토가 각자 전이시킬 수 있는 모든 토마토를 전이시킨다. 
3. 전이시킨 토마토가 다음날 전이시킬 토마토의 좌표를 모두 임시 큐에 넣어 둔다.
4. 임시 큐에 넣었던 데이터들을 본래 큐에 옮긴다.
5. 1-4 과정을 반복한다.  단, 큐가 비거나, 혹은 모든 토마토가 익으면 반복을 탈출한다. 

위 5가지 과정을 이용하면, 하루 단위로 큐에 있는 모든 토마토의 좌표를 빼서 전이시킬 수 있다.

 

코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Main test = new Main();
    }


    public Main() throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer stk = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");

        Queue<Integer[]> queue = new LinkedList<>();

        int col = Integer.parseInt(stk.nextToken());
        int row = Integer.parseInt(stk.nextToken());

        int[][] tomatos = new int[row][col];

        for (int i = 0; i < row; i++) {
            stk = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");
            for (int j = 0; j < col; j++) {
                int data =  Integer.parseInt(stk.nextToken());
                tomatos[i][j] =data;
                if(data ==1){
                    queue.add(new Integer[]{i,j});
                }
            }
        }

        System.out.println(solution(tomatos ,queue));
    }


    private void printStatus(int[][] tomatos){
        for (int[] rows : tomatos) {
            for (int atoms : rows) {
                System.out.printf("%3d",atoms);
            }
            System.out.println();
        }
    }

    private int solution(int[][] tomatos, Queue<Integer[]> queue) {

        //이미 채워져있는 배열인지 확인
        if(isComplete(tomatos)){
            return 0;
        }


        //익은 토마토가 하나도 없다면
        if (queue.isEmpty()){
            return -1;
        }


        boolean toggle = false;
        //큐에있는 위치들 중 갈수있는게 하나라도 있다면
        for (Integer[] loc : queue){
            if(isPossible(tomatos,loc[0],loc[1])){
               toggle =true;
                break;
            }
        }

        //익은 토마토가 전이시킬 수 있는 구역이 없는 경우
        if(!toggle){
            return -1;
        }



        int day = 0;
        while (!queue.isEmpty()){
            Queue<Integer[]> temp = new LinkedList<>();
            day++;
            //전이 하면서, 다음 전이 대상들을 임시로 담음
            for (Integer[] loc : queue){
                doInfection(tomatos,loc[0],loc[1],temp);
            }
            // 전이 대상들을 큐로 이동
            queue = temp;

            //다채워졌는지 확인
            if (isComplete(tomatos)){
                break;
            }
        }

        //익은 토마토가 모두 전이시켜도 0이 남은경우
        if(!isComplete(tomatos)){
            return -1;
        }

        return day;

    }

    //전체 배열이 모두 전염되었는지 확인
    boolean isComplete(int[][] tomatos) {
        boolean toggle = true;
        Map<String,Integer> test =new HashMap<>();

        for (int[] rows : tomatos) {
            for (int atoms : rows) {
                if (atoms == 0) {
                    toggle = false;
                    break;
                }
            }
            if (!toggle) {
                break;
            }
        }
        return toggle;
    }


    //자기 주변 4방향 전이
    void doInfection(int[][] tomatos,int row,int col, Queue<Integer[]> queue){

        if (row - 1 >= 0) {
            if (tomatos[row - 1][col] == 0) {
                tomatos[row - 1][col] =1;
                queue.add(new Integer[]{row-1,col});
            }
        }
        if (col - 1 >= 0 ) {

            if (tomatos[row][col-1] ==0) {
                tomatos[row][col-1] =1;
                queue.add(new Integer[]{row,col-1});
            }
        }
        if (row + 1 < tomatos.length) {

            if (tomatos[row + 1][col] ==0) {
                tomatos[row + 1][col] =1;
                queue.add(new Integer[]{row+1,col});
            }
        }
        if (col + 1 < tomatos[row].length) {

            if (tomatos[row][col+1] ==0) {
                tomatos[row][col+1] =1;
                queue.add(new Integer[]{row,col+1});
            }

        }

    }




    //해당 ij배열에서 움직일수 있는지 홖인
    boolean isPossible(int[][] tomatos, int i, int j) {

        boolean possible = false;

        if (i - 1 >= 0) {
            if (tomatos[i - 1][j] != -1) {
                return true;
            }
        }

        if (j - 1 >= 0 ) {
            if (tomatos[i][j-1] != -1) {
                return true;
            }
        }

        if (i + 1 < tomatos.length) {
            if (tomatos[i + 1][j] != -1) {
                return true;
            }
        }

        if (j + 1 < tomatos[i].length) {
            if (tomatos[i][j+1] != -1) {
                return  true;
            }
        }

        return possible;
    }


}

결과

 

 

 

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