[백준] [7569] 토마토 (BFS) (JAVA)

https://www.acmicpc.net/problem/7569

7569번: 토마토

---

문제

철수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다. 토마토는 아래의 그림과 같이 격자모양 상자의 칸에 하나씩 넣은 다음, 상자들을 수직으로 쌓아 올려서 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 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.

예제 입력 1 복사

5 3 1
0 -1 0 0 0
-1 -1 0 1 1
0 0 0 1 1

예제 출력 1 복사

-1

예제 입력 2 복사

5 3 2
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 0 0

예제 출력 2 복사

4

예제 입력 3 복사

4 3 2
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
-1 -1 -1 -1
1 1 1 -1

예제 출력 3 복사

0

---

※ JAVA 코드 (토마토)

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {
	static int M, N, H;
	static int[][][] box;
	static boolean[][][] visited;
	static Queue<Node> q = new LinkedList<>();
	
	// 좌표 상하좌우 위 아래
	static int[] dx = {0, 0, -1, 0, 1, 0};
	static int[] dy = {0, 0, 0, 1, 0, -1};
	static int[] dz = {-1, 1, 0, 0, 0, 0};
	
	// 좌표를 담을 클래스
	public static class Node {
		int x, y, z;
		public Node(int x, int y, int z) {
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.z = z;
		}
	}
	
	// 넓이우선탐색
	public static void bfs() {
		while(!q.isEmpty()) {
			Node now = q.poll();
			visited[now.x][now.y][now.z] = true;
			
			for(int i = 0; i < 6; i++) {
				int nX = now.x + dx[i];
				int nY = now.y + dy[i];
				int nZ = now.z + dz[i];
				
				// 박스의 좌표를 벗어나면 탐색하지 않는다
				if(nX < 0 || nY < 0 || nZ < 0 ||
				   nX >= N || nY >= M || nZ >= H) {
					continue;
				}
				
				// 이미 방문했거나 빈상자 또는 이미 익은 토마토인경우 탐색하지 않는다
				if(visited[nX][nY][nZ] == false && box[nX][nY][nZ] == 0) {
					// 익을 토마토를 큐에 담고 배열 누적값 +1
					q.add(new Node(nX, nY, nZ));
					box[nX][nY][nZ] = box[now.x][now.y][now.z] + 1;
				}
			}
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer st;
		
		st = new StringTokenizer(br.readLine());
		
		// 가로길이
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		// 세로길이
		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		// 상자개수
		H = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		box = new int[N][M][H];
		visited = new boolean[N][M][H];
		int[][] input = new int[N*H][M];
		
		for(int i = 0; i < N*H; i++) {
			// 입력
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j = 0; j < M; j++) {
				input[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
			}
		}
		
		int cntBox = 0;
		int idx = 0;
		for(int n = 0; n < N*H; n++) {
			if(idx == N) {
				cntBox++;
				idx = 0;
			}
			
			for(int m = 0; m < M; m++) {
				box[idx][m][cntBox] = input[n][m];
			}
			
			idx++;
		}
		
		for(int h = 0; h < H; h++) {
			for(int n = 0; n < N; n++) {
				for(int m = 0; m < M; m++) {
					if(box[n][m][h] == 1 && visited[n][m][h] == false) {
						q.add(new Node(n, m, h));
					}
				}
			}
		}
		
		bfs();
		
		int dap = 0;
		
		for(int h = 0; h < H; h++) {
			for(int n = 0; n < N; n++) {
				for(int m = 0; m < M; m++) {
					if(visited[n][m][h] == false && box[n][m][h] == 0 && box[n][m][h] != -1) {
						System.out.println(-1);
						return;
					}
					
					dap = Math.max(dap, box[n][m][h]);
				}
			}
		}
		System.out.println(dap-1);
	}
}

---

※ 생각정리 (토마토)

백준 토마토 문제를 처음 풀었을때 시간초과와 메모리 초과를 겪었다. 이유는 시간초과 같은 경우에 반복문의 최악의 경우의수 100 * 100 * 100 에서 각 숙성 토마토가 나올때 마다 bfs()함수를 호출하도록 만들었기 때문이었다.

그래서 초기 숙성 토마토를 전부 큐에 담아두고 그 큐에 담긴 노드들을 기반으로 bfs()함수를 시행했다.

메모리 초과는 흐르는 시간을 담기위해 day배열을 하나 더 만들었는데 1000000크기의 배열을 3개 사용하니 메모리 제한을 넘은 것으로 생각된다.

이를 해결하기 위해 기존 box 3차원배열을 사용하였고 초기 값이 1(숙성토마토) 이기 때문에 누적값을 더한 후 최종적으로 -1을 하여 일수를 구하였다.

방문체크를 하여 마지막에 방문을 하지않았고 값이 0인 값이 존재하면 -1 출력(전부 숙성이 불가한 상자존재) 하였다.

1. 초기 숙성 토마토를 큐에 담는다.

2. 큐에 담긴 값을 기반으로 상, 하, 좌, 우, 위, 아래 6번 반복하며 아직 익지 않은 토마토(0)를 찾는다.

3. 해당 토마토가 있으면 그 좌표에 이전 좌표의 값에 +1하여 값을 넣어준다. (누적)

4. 최종적으로 구해진 box배열에서 가장 큰 값을 추출한 후 -1하여 답을 구한다.

 

-새벽코딩-