[백준] 7576 : 토마토 / python

1. 문제 설명

7569번: 토마토

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.

 

2. 풀이 전 계획과 생각

• 토마토가 담겨있는 상자 → 3차원 배열
• 방향 → 배열 → x, y, z 함께
• 방문 체크 → 3차원 배열

 

위의 문제는 익은 토마토의 상하좌우앞뒤 6가지를 탐색하여 토마토가 있으면 해당 토마토를 익게 만들어준다.

익은 토마토의 인접한 토마토들을 탐색해줘야 하기에 BFS 알고리즘을 사용하자.

다 익을 때까지 BFS를 사용하여 탐색한다.

 

1. 다 익었는지 check 한다.
   이때, 시작점을 큐에 넣자. 시작점은 익은 토마토의 좌표이다.
2. 시작점에서 BFS로 탐색해서 익은 토마토를 만들자.
   큐가 빌때까지 아래의 행동을 반복한다.
   
   1. 시작점의 상하좌우앞뒤로 이동한다.
   2. 다음점이 0≤ nx, ny, nz ≤ N, M, H이면
      • 0인지 체크한다.
        • 방문하지 않았고, 0이면, 익은토마토로 만든다.
          → 1로 바꾸기, visited += 1, queue에 넣기
        • 그 외는, continue
      • 범위 벗어나면 continue
3. BFS 탐색이 끝나면, 다 익었는지 체크해준다.
   다 체크했을 때 graph값이 가장 큰 것을 출력해준다.

 

🤔 3차원 배열을 어떻게 저장해줄까? 어떻게 이동할까?

• graph = [[input().strip() for _ in range(N)] for _ in range(H)]
• 방향에 대한 배열에 있어, dx, dy뿐만 아니라 dz도 만들어주자.
  • dz = [ 0, 0, 0, 0, -1, 1]
  • dy = [0, 0, -1, 1, 0, 0]
  • dx = [-1, 1, 0, 0, 0, 0]

 

🤔 시간 체크를 어떻게 해줄 수 있을까?

방문 일수를 체크해주는 문제다.

방문 일수를 체크해주기 위해,

visited 초기화는 -1로 하고

시작점은 0으로 한다.

다음 점 방문할 때마다 현재 점의 방문값에서 += 1을 해주면 된다.

 

3. 풀이

import sys
from collections import deque

input = sys.stdin.readline
M, N, H = map(int, input().split())
graph = [[input().split() for _ in range(N)] for _ in range(H)]
visited = [[[-1] * M for _ in range(N)] for _ in range(H)]
dx = [-1,  1,  0,  0,  0,  0]
dy = [ 0,  0, -1,  1,  0,  0]
dz = [ 0,  0,  0,  0, -1,  1]
queue = deque()
date = 0

def set_start_point():
    for z in range(0, H):
        for y in range(0, N):
            for x in range(0, M):
                if graph[z][y][x] == '1':
                    queue.append((z, y, x))
                    visited[z][y][x] += 1

def bfs():
    while queue:
        z, y, x = queue.popleft()
        for i in range(6):
            nz, ny, nx = z + dz[i], y + dy[i], x + dx[i]
            if 0 <= nz < H and 0 <= ny < N and 0 <= nx < M:
                if graph[nz][ny][nx] == '0' and visited[nz][ny][nx] == -1:
                    graph[nz][ny][nx] = '1'
                    visited[nz][ny][nx] = visited[z][y][x] + 1
                    queue.append((nz, ny, nx))

def is_all_ripen():
    global date
    for z in range(0, H):
        for y in range(0, N):
            for x in range(0, M):
                if graph[z][y][x] == '0':
                    return False
                date = max(int(visited[z][y][x]), date)
    return True

set_start_point()
bfs()
if is_all_ripen():
    print(date)
else:
    print(-1)

 

4. 풀이 후 알게된 개념과 소감

• 평소 풀어본 BFS 문제에서 높이를 추가한 문제다.
• 시간 체크해주기 위해, visited 배열을 만들고 += 1 해주는 것이 포인트다.