[백준 7576 🥇] 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 ≤ 1,000 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

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.

문제풀이

import sys
from collections import deque

m,n=map(int, sys.stdin.readline().split(' '))
tomato=[list(map(int, sys.stdin.readline().split(' '))) for _ in range(n)]

# 현재 익은 토마토의 위치와 현재 시간을 큐에 저장
# 빈 칸 인 경우 저장
ripen_tomato=deque()
not_exist=0
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if tomato[i][j]==1:
            ripen_tomato.append((i,j,0))
        elif tomato[i][j]==-1:
            not_exist+=1

# 처음부터 모든 토마토가 익어있는 경우 0 출력하고 종료
num_of_ripen_tomato=len(ripen_tomato)
if num_of_ripen_tomato==(m*n-not_exist):
    print(0)
    sys.exit(0)


def spread_ripe():
    global ripen_tomato, time
    directions=[(1,0),(0,1),(-1,0),(0,-1)]
    #visited=[[0]*m for _ in range(n)]
    add_ripen_tomato=0
    while ripen_tomato and ripen_tomato[0][2]==time:
        y, x, t=ripen_tomato.popleft()
        for di in directions:
            dy=y+di[0]
            dx=x+di[1]
            if 0<=dy<n and 0<=dx<m and tomato[dy][dx]==0:
                tomato[dy][dx]=1
                ripen_tomato.append((dy,dx,t+1))
                add_ripen_tomato+=1

    if add_ripen_tomato:
        return add_ripen_tomato
    else:
        return 0

time=0
while num_of_ripen_tomato<(n*m-not_exist):
    # 익은 토마토와 인접한 익지 않은 토마토로 전파
    add_tomato=spread_ripe()
    if add_tomato==0:
        print(-1)
        sys.exit(0)
    num_of_ripen_tomato+=add_tomato
    time+=1

print(time)

초기 상태에 익은 토마토의 위치와 시간을 큐에 저장했다. 그리고, 전체 익어야 하는 토마토의 개수를 구하기 위해서 토마토가 존재하지 않는 칸의 개수도 not_exist 변수에 저장해뒀다. 

 

먼저 제일 처음에 토마토의 상태가 저장된 tomato를 탐색하면서 큐에 추가해준 익은 토마토의 개수를 num_of_ripen_tomato 변수에 저장해주고, 익은 토마토의 개수가 익어야 하는 토마토의 총 개수(n*m-not_exist)와 동일한지 체크해줬다. 동일하다면 0을 출력하고 프로그램을 종료한다. 

 

시간대별로 익은 토마토의 개수를 num_of_ripen_tomato 변수에 추가하면서, 익어야 하는 토마토의 총 개수보다 작을 동안 while문을 반복하도록 했다. 

우선 spread_ripen() 함수를 통해서 토마토를 시간대별로 익은 토마토의 개수를 반환해서 add_tomato 변수에 담아 num_of_ripen_tomato에 더하도록 했다. 그리고 time 변수를 +1해준다. 

 

여기서, add_tomato의 값이 0이면, 즉 spread_ripen() 함수가 0을 반환하면 더 이상 익힐 수 있는 토마토가 없다는 뜻인데 num_of_ripen_tomato가 목표치에 도달하지 못한 상태이므로 모든 토마토를 익힐 수는 없다는 것으로 간주하고 -1을 출력하고 프로그램을 종료한다. 

 

spread_ripen() 함수에서는 익은 토마토 데이터를 저장하고 있는 ripen_tomato 큐를  bfs를 이용해서 탐색하면서 인접하고 익지않은 토마토들을 위치와 현재시간+1한 값을 ripen_tomato 큐에 넣어준다.

여기서  while문의 조건이 ripen_tomato의 첫번째 값의 2번째 인덱스가 현재 시간을 나타내는 time 변수와 동일한 동안만 while문을 반복하도록 하면서, 현재 처리해줘야 하는 토마토들만 처리하도록 했다. 그리고 이 과정에서 익은 토마토의 개수를 반환한다. 

 

익은 토마토의 개수가 목표치(익어야 하는 토마토의 총 개수)에 도달하면 while문을 빠져나와서 time을 출력한다.