[백준][Python] 7569번 토마토

[백준] 7569번 토마토

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

문제설명 📖

▶ 해당 문제는 👉🏻백준 7576번 토마토(2차원)의 의 3차원 문제이다.

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.

입출력 예

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문제접근 💡

1. BFS구현
2. 3차원 배열을 생성해주고, 6방향(앞,뒤,상,하,좌,우)을 설정해준다.
3. 1을 값으로 가지고 있는 배열의 위치를 큐에 담아준다.
4. BFS로 6방향을 확인하며 익지않은 토마토(0)가 있을시 +1씩 해준다.
5. 가장 큰 값-1 출력한다. (1부터 +1을 해가므로 day는 -1을 해주어야 한다.)
6. 모든 토마토가 1일 경우 0을 출력한다.
7. 익지않은 토마토(0)가 있을 시 -1을 출력한다.

문제풀이 💡

import sys
from collections import deque

m, n, h = map(int, input().split())

matrix = [[list(map(int, sys.stdin.readline().split())) for _ in range(n)] for _ in range(h)]
visited = [[[False]*m for _ in range(n)] for _ in range(h)]

queue = deque()

dx = [-1,1,0,0,0,0]
dy = [0,0,-1,1,0,0]
dz = [0,0,0,0,-1,1]

answer = 0

def bfs():
    while queue:
        x,y,z = queue.popleft()

        for i in range(6):
            nx = x + dx[i]
            ny = y + dy[i]
            nz = z + dz[i]

            if nx < 0 or nx >= h or ny < 0 or ny >= n or nz < 0 or nz >= m:
                continue

            if matrix[nx][ny][nz] == 0 and visited[nx][ny][nz] == False:
                queue.append((nx,ny,nz))
                matrix[nx][ny][nz] = matrix[x][y][z] + 1
                visited[nx][ny][nz] = True


# 모두 1이 아닐 경우

for a in range(h):
    for b in range(n):
        for c in range(m):
            if matrix[a][b][c] == 1 and visited[a][b][c] == 0:
                queue.append((a,b,c))
                visited[a][b][c] = True
bfs()

# 토마토 확인

for a in matrix:
    for b in a:
        for c in b:
            if c == 0:
                print(-1)
                exit(0)            
        answer = max(answer, max(b))

print(answer-1)

# 어차피 모두 1이라면 0이 출력된다.

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문제팁 💡

한시간 반가량을 애쓴 정말 진이 빠졌던 문제이다.
주어진 테스트케이스는 다 맞았는데 백준에 넣으면 틀려서 반례를 찾느라 애먹었다.

혹시 저처럼 테스트케이스가 맞는데 백준에서 틀렸다고 나온다면 아래 사항들을 확인해보길 바랍니다.

1. 토마토가 익은 1의 위치를 전부 큐에 담아주고 시작해야한다.

내가 간과한 부분이 이 부분이다. 익은 토마토들은 모두 동시에 6방향의 토마토들을 익힌다.
1인 위치를 전부 미리 큐에 담아주고 시작해야 BFS를 구현할 수 있다.

아래와 같은 예제가 있다고 가정해보자.

3 3 2
0 0 1
0 -1 0
1 0 0
0 1 0
-1 0 0 
0 0 0

정답은 3이 출력되어야 한다.
나는 5가 출력됐다. 1의 위치를 미리 큐에 담아준게 아니라 for문으로 차례대로 큐에 담았기 때문이다.

2. break는 반복문을 하나만 빠져나간다. 종료시 exit(0)을 적어야한다.

안익은 토마토가 하나라도 있을경우 -1을 출력하고 프로그램을 종료시켜야 한다.
이 때 break를 쓰면 안익은 토마토가 있을 때마다 -1을 계속 출력한다.

3. print(answer-1)이므로 모든 토마토가 1이라면 어차피 0이 출력된다.

원래는 토마토가 모두 1인 경우 0을 출력하는 코드를 따로 작성했었다.

문제의 조건을 잘생각해보자.
토마토가 모두 익어있는경우 (모두 1인 경우) 0을 출력해야 한다고 했다.
모두 익어있는 경우, bfs함수를 돌아도 어차피 print(answer-1)로 답은 0이 나온다.

이를 통해 시간을 좀 더 줄일 수 있다.