[백준] 7576번 토마토 (Python)

7576번: 토마토

문제 설명

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.

예제 입력 1 

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

예제 출력 1 

8

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문제 풀이

백준 난이도 골드V의 문제이다. 

토마토가 모두 익을때까지의 최소 날짜를 구해야 하는 문제이다. 토마토가 저장된 리스트를 돌면서 1을 발견하면 상하좌우로 펴져나간다고 생각하고 DFS의 재귀를 이용해서 풀려고 시도해봤다. 하지만 계속 시간 초과가 나서 여러 풀이를 찾아보니 이런 문제는 BFS로 풀어야 한다고 한다. 아직 이런 걸 헷갈리는 걸 보니 문제를 더 많이 풀어봐야겠다 싶다... 

그래도 BFS라는걸 알고 풀어보니 생각보다 어렵지는 않았다. 리스트를 돌면서 1을 발견하면 우선 큐에 저장해 두고 다 돌고 나서 BFS를 돌며 상하좌우 탐색을 한다. 상하좌우에 안 익은 토마토(0)가 있다면 현재 arr[x][y]에서 1씩 추가하며 일수를 저장한다. 마지막에 리스트에서 제일 큰 값에서 1을 뺀 값이 최소 날짜이다. (리스트를 돌 때 0이 아니라 1에서부터 추가해 올라갔기 때문에)

import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline

m, n = map(int, input().split())
arr = [list(map(int, input().split())) for _ in range(n)]
q = deque()

for i in range(n):
    for j in range(m):
        if arr[i][j] == 1:
            # 익은 토마토(1)의 좌표를 큐에 저장
            q.append([i, j])

dx, dy = [1, -1, 0, 0], [0, 0, 1, -1]
while q:
    x, y = q.popleft()
    for i in range(4):
        # 익은 토마토 상하좌우 돌면서 일수 저장
        nx = x + dx[i]
        ny = y + dy[i]

        if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m:
            if arr[nx][ny] == 0:
                arr[nx][ny] = arr[x][y] + 1
                q.append([nx, ny])

ans = 0
for line in arr:
    for tomato in line:
        if tomato == 0:
            # 안익은 토마토(0)이 있으면 바로 정지
            print(-1)
            exit()
    ans = max(ans, max(line))
# 1에서 시작했기 때문에 결과 값에서 1빼주기
print(ans-1)

• input()으로 풀면 시간초과가 나서 sys.stdin.readline()으로 입력을 받아야 한다
• BFS의 큐를 이용할 땐 deque() 라이브러리를 사용하자 popleft()와 pop(0)의 속도 차이가 상당하다고 한다 (O(1)과 O(n) 정도의 차이)
• 상하좌우 돌 땐 dx, dy를 만들면 편하다 (비슷한 문제 여러 풀다 보니 이게 제일 편하다)
• BFS를 끝내고 리스트를 돌며 0을 발견하면 exit()를 이용해 종료한다
• BFS를 돌 때 1에서부터 날짜를 추가해 올라갔기 때문에 마지막 리스트의 최댓값에서 1을 빼줘야 한다

 

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