(7569) 토마토 (Java)

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

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

예제 출력 1

-1

예제 입력 2

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

4

예제 입력 3

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

0

출처

Olympiad > 한국정보올림피아드 > 한국정보올림피아드시․도지역본선 > 지역본선 2013 > 초등부 3번

데이터를 추가한 사람: david02324, hck5209, kki5150
문제의 오타를 찾은 사람: mwy3055
잘못된 데이터를 찾은 사람: tncks0121

알고리즘 분류

그래프 이론
그래프 탐색
너비 우선 탐색

Solution

import java.io.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    public static int m, n, h;
    public static int[][][] box;
    public static int[][][] growTime;
    public static Queue<Pair> q;
    public static class Pair {
        int x, y, z;
        Pair(int z, int x, int y) {
            this.z = z;
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }

    public static int dx[] = {1, 0, -1, 0, 0, 0};
    public static int dy[] = { 0, -1, 0, 1, 0, 0};
    public static int dz[] = { 0, 0, 0, 0, -1, 1};

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        // 상자의 가로, 세로, 높이
        m = Integer.parseInt(st.nextToken());
        n = Integer.parseInt(st.nextToken());
        h = Integer.parseInt(st.nextToken());

        // 상자 생성
        box = new int[h][n][m];
        // 방문, 익는 기간 체크를 위한 배열 생성
        growTime = new int[h][n][m];
        // 탐색을 위한 큐 생성
        q = new LinkedList<Pair>();

        for(int z = 0; z < h; z++) {
            for(int x = 0; x < n; x++) {
                st = new StringTokenizer(br.readLine());
                for(int y = 0; y < m; y++) {
                    box[z][x][y] = Integer.parseInt(st.nextToken());

                    // 익은 토마토가 있으면 큐에 넣고, 방문시간 0으로 초기화
                    if(box[z][x][y] == 1) {
                        q.offer(new Pair(z, x, y));
                        growTime[z][x][y] = 0;
                    // 토마토가 없거나, 익지 않았으면 방문시간 -1로 초기화
                    } else {
                        growTime[z][x][y] = -1;
                    }
                }
            }
        }
        br.close();

        // 탐색 시작
        bw.write(String.valueOf(findBox()));
        bw.flush();
        bw.close();

    }

    public static int findBox() {
        // 익어있는 토마토가 없다면 return -1
        if(q.isEmpty()) return -1;

        // 탐색 시작
        while(!q.isEmpty()) {
            Pair pollCell = q.poll();

            // 인접칸 탐색 (하, 좌, 우, 상, 3차원 하, 3차원 상)
            for(int i = 0; i < 6; i++) {
                int nx = pollCell.x + dx[i];
                int ny = pollCell.y + dy[i];
                int nz = pollCell.z + dz[i];

                // 인접칸의 범위가 박스를 벗어나거나, 이미 방문한 칸이거나, 토마토가 없는 칸이면 skip
                if(isNotRange(nz, nx, ny) || growTime[nz][nx][ny] != -1 || box[nz][nx][ny] == -1) continue;

                q.offer(new Pair(nz, nx, ny));
                growTime[nz][nx][ny] = growTime[pollCell.z][pollCell.x][pollCell.y] + 1;
            }
        }

        // 케이스 체크
        int days = 0;
        int cnt = 0;

        for(int z = 0; z < h; z++) {
            for(int x = 0; x < n; x++) {
                for(int y = 0; y < m; y++) {
                    // 익지 못한 토마토가 있는지 체크
                    if(box[z][x][y] != -1 && growTime[z][x][y] == -1) return -1;
                    
                    // 최소 일수 체크
                    if(days < growTime[z][x][y]) days = growTime[z][x][y];
                    
                    // 처음부터 모든 토마토가 익어있었는지 확인 (익어있지 않은 토마토가 있는지로 체크)
                    if(box[z][x][y] == 0) cnt++;
                }
            }
        }

        if(cnt == 0) return 0;

        return days;
    }

    public static boolean isNotRange(int z, int x, int y) {
        return (x < 0 || x >= n || y < 0 || y >= m || z < 0 || z >= h) ? true : false;
    }
}

Feedback

3차원 배열의 경우 높이가 제일 앞에 온다.