[백준/7576] - 토마토(JAVA)

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

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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

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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.

 

풀이

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public class Main {
    static int N, M, max;
    static int[][] field;

    static Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
    static int[] dx = {0,0,-1,1};
    static int[] dy = {1,-1,0,0};

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        field = new int[N][M];
        for (int i=0; i<N; i++){
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j=0; j<M; j++){
                field[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (field[i][j] == 1) {
                    queue.offer(new int[]{i, j});
                }
            }
        }
        max = 0;
        BFS();
        for(int i=0; i<N; i++){
            for (int j=0; j<M; j++){
                if (field[i][j] == 0) {
                    max = -1;
                    break;
                }
            }
        }
        System.out.println(max == -1 ? max : max-1);

    }
    static void BFS(){
        while (!queue.isEmpty()){
            int[] point = queue.poll();
            max = Math.max(field[point[0]][point[1]], max);
            for (int i=0; i<4; i++){
                int nx = point[0] + dx[i];
                int ny = point[1] + dy[i];
                if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < M){
                    if (field[nx][ny] == 0){
                        queue.add(new int[]{nx, ny});
                        field[nx][ny] = Math.max(field[nx][ny],field[point[0]][point[1]] + 1);
                    }
                }
            }
        }
    }

}

해설

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BFS의 대표 문제라고 널리 알려진, 토마토 문제이다.

'토마토가 언제 익는 / 빙산이 언제 녹는 / 목표까지 최단거리가 얼마인' 문제는 거의다 BFS로 풀면 된다고 생각하면 된다.

바로 메인함수부터 살펴보자.

public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        field = new int[N][M];
        for (int i=0; i<N; i++){
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for (int j=0; j<M; j++){
                field[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if (field[i][j] == 1) {
                    queue.offer(new int[]{i, j});
                }
            }
        }
        max = 0;
        BFS();
        for(int i=0; i<N; i++){
            for (int j=0; j<M; j++){
                if (field[i][j] == 0) {
                    max = -1;
                    break;
                }
            }
        }
        System.out.println(max == -1 ? max : max-1);

    }

메인함수는 단순한 로직으로 이루어진다.

1. 시작점이 여러개일 수 있기 때문에 배열을 돌면서 큐에 시작점을 넣고 돌린다.
2. BFS를 돌린다.
3. 필드를 돌면서 0이 있으면 도달할 수 없는 부분이기 때문에 답을 -1로 프린트한다.

static void BFS(){
        while (!queue.isEmpty()){
            int[] point = queue.poll();
            max = Math.max(field[point[0]][point[1]], max);
            for (int i=0; i<4; i++){
                int nx = point[0] + dx[i];
                int ny = point[1] + dy[i];
                if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < N && ny < M){
                    if (field[nx][ny] == 0){
                        queue.add(new int[]{nx, ny});
                        field[nx][ny] = Math.max(field[nx][ny],field[point[0]][point[1]] + 1);
                    }
                }
            }
        }
    }

BFS함수 또한 시작점이 여러개일 수 있기 때문에, 기본 BFS 함수에서 조금 변형점을 주어야 한다.

어떤 포인트[x,y]가 있고, 시작점1에서 이 포인트에 도달할 수 있는 최소값과 시작점2에서 이 포인트에 도달할수 있는 최소값이 다를 수 있다.

그렇지만 결국 우리가 원하는건 토마토가 전부 익는데 걸리는 시간이기 때문에 max에 값을 기입해준다.