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.
내 풀이
import sys
input = sys.stdin.readline
from collections import deque
m, n, h = map(int, input().split()) # 가로, 세로, 높이
tomato = []
for i in range(h):
list2 = []
for j in range(n):
list1 = list(map(int, input().split()))
list2.append(list1)
tomato.append(list2)
visited = [[[0]*(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 # 처음부터 모든 토마토가 익어있는 상태
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 tomato[nx][ny][nz] == 0 and visited[nx][ny][nz] == 0:
queue.append((nx, ny, nz))
tomato[nx][ny][nz] = tomato[x][y][z] + 1
visited[nx][ny][nz] = 1
# 값이 1인 배열의 위치를 queue에 담음 -> 탐색해서 그 주위를 익히기 위해서
for a in range(h):
for b in range(n):
for c in range(m):
if tomato[a][b][c] == 1 and visited[a][b][c] == 0:
queue.append((a,b,c))
visited[a][b][c] = 1
# 토마토 익히기
BFS()
# 토마토 확인
for a in tomato:
for b in a:
for c in b:
if c == 0:
print(-1) # 모든 토마토가 익지 못한 상태이므로
exit(0)
answer = max(answer, max(b)) # 만약 처음부터 토마토가 다 익어있었다면 0을 반환
print(answer-1) # day이므로코멘트
아직 BFS/DFS에 익숙치 않은데 무려 3차원을 고려해야 해서 어떻게 풀지 멘붕이 온 문제였다. 그래서 한참 머리를 싸맨 끝에 다른 풀이를 보고 풀 수 있었다ㅠ
우선 3차원 BFS를 이용해야 하는 문제기 때문에 graph, visited, BFS 모두 3차원으로 구현해야 한다. 그리고 전/후, 좌/우, 상/하 탐색을 하는데 3개의 보조 리스트를 사용한다.
dx = [-1, 1, 0, 0, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1, 0, 0]
dz = [0, 0, 0, 0, -1, 1]그리고 익은 토마토가 있는 위치를 알아야 그 주변의 토마토를 익히기 때문에 익은 토마토가 있는 (=값이 1인 배열)의 위치를 queue에 저장해주고, 그 후 BFS를 통해 그 주변을 탐색하여 주변 토마토를 익혀준다.
그러고 결과 토마토 그래프를 뜯어본 뒤에 0이 남아있다면 전부 익을 수 없는 토마토 상자이기 때문에 -1을 반환한 후 프로그램을 종료하고 (→ exit(0)) 아니라면 탐색 횟수를 반환하여 모든 토마토가 익을 때까지 걸린 날을 답으로 내놓는다.
정말 힘들고 어려웠지만, reference 달아놓은 블로그에서 정말 잘 정리를 해줘서 겨우 이해할 수 있었다. 특히나 3차원으로 탐색을 어떻게 하는지 연습할 수 있었다. 이 문제는 두고 두고 반복해서 풀이 연습을 해야겠다.
References
https://www.acmicpc.net/problem/7569
https://velog.io/@falling_star3/백준Python-7569번-토마토
