Algorithm - 토마토(BFS)

 

알고리즘 입문 수업을 듣고 중요한 내용을 정리했습니다.
개인 공부 후 자료를 남기기 위한 목적이므로 내용 상에 오류가 있을 수 있습니다.

 

문제

[토마토(BFS)]

 

현수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다.

토마토는 아래의 그림과 같이 격자모양 상자의 칸에 하나씩 넣어서 창고에 보관한다.

 

토마토 보관 창고

 

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, 뒤의 네 방향에 있는 토마토를 의미한다.

참고로, 대각선 방향에 있는 토마토들에게는 영향을 주지 못하며 토마토가 혼자 저절로 익는 경우는 없다고 가정한다.

현수는 창고에 보관된 토마토들이 며칠이 지나면 모두 익게 되는지, 그 최소 일수를 알고 싶어한다.

 

토마토를 창고에 보관하는 격자모양 상자들의 크기와 익은 토마토들과 익지 않은 토마토들의 정보가 주어졌을 때, 며칠이 지나면 토마토들이 모두 익는지 그 최소 일수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

단, 상자의 일부 칸에는 토마토가 들어있지 않을 수도 있다.

 

 

*입력 설명

첫 번째 줄에는 상자의 크기를 나타내는 두 정수 M, N이 주어진다. (2 ≤ M, N ≤ 1,000)

참고로, M은 상자의 가로 칸의 수, N은 상자의 세로 칸의 수를 나타낸다.

두 번째 줄부터는 하나의 상자에 저장된 토마토들의 정보가 주어진다.

즉, 두 번째 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 의미한다.

 

*출력 설명

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.

 

 

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풀이(Python)

답안

import sys
from collections import deque
sys.stdin = open('AA/input_70.txt', 'rt')

dx = [-1, 0, 1, 0]  
dy = [0, 1, 0, -1]

m, n = map(int, input().split())
board = [list(map(int, input().split())) for _ in range(m)]
dis = [[0] * n for _ in range(m)] 
Q = deque()

for i in range(m):
    for j in range(n):
        if board[i][j] == 1:
            Q.append((i, j))
            
while Q:
    tmp = Q.popleft()
    for i in range(4):
        xx = tmp[0] + dx[i]
        yy = tmp[1] + dy[i]
        if 0 <= xx < m and 0 <= yy < n and board[xx][yy] == 0:
            board[xx][yy] = 1
            dis[xx][yy] = dis[tmp[0]][tmp[1]] + 1
            Q.append((xx, yy))

result = 0      
flag = 1
for i in range(m):
    for j in range(n):
        if board[i][j] == 0:
            flag = 0
if flag == 1:
    for i in range(m):
        for j in range(n):
            if dis[i][j] > result:
                result = dis[i][j]
    print(result)
else:
    print(-1)
    
# 출력 : 4

 

input_70.txt(입력)

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

 

 

중요내용

1. 익은 토마토를 시작점으로 BFS 탐색을 시작한다.
2. 익은 토마토를 시작점으로 익지 않은 토마토를 BFS 탐색으로 찾게되면, 해당 토마토는 익은 토마토로 변하게 되고 그 위치정보를 큐에 저장한다. (저장된 위치를 기점으로 이후의 BFS 탐색을 이어가기 위함)
3. 2차원 리스트 dis에는 토마토가 익는데 걸리는 시간을 저장한다.
4. 참고로, 변수 m은 행번호를 의미하고 변수 n은 열번호를 의미한다.
5. 변수 flag는 모든 BFS 탐색이 끝난 후에 안익은 토마토가 있는지를 확인할 때 사용된다.
6. 변수 result는 토마토가 모두 익는데 걸리는 최소의 시간을 저장하는데 사용된다.

 

 

참고내용

1. dx = [-1, 0, 1, 0]은 2차원 리스트(행렬)의 row(행)을 의미한다. [상하 방향] 
2. 즉, dx가 -1 값을 가지는 경우는 2차원 리스트의 n번째 행에서 n-1번째 행으로 이동한다는 의미로 이는 현 위치에서 위로 이동하겠다는 뜻이다.
3. dy = [0, 1, 0, -1]은 2차원 리스트(행렬)의 column(열)을 의미한다. [좌우 방향]
4. 즉, dy가 1 값을 가지는 경우는 2차원 리스트의 n번째 열에서 n+1번째 열로 이동한다는 의미로 이는 현 위치에서 오른쪽으로 이동하겠다는 뜻이다.