[solved.ac 골드5] 7569_토마토 (파이썬, BFS)

제한 사항

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

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나의 풀이

2021.11.18 - [solved.ac 실버1] 7576_토마토 (BFS 풀이)

[solved.ac 실버1] 7576_토마토 (BFS 풀이)

이전에 풀었던 문제와 유사한 문제이다. 위 문제는 2차원 공간을 다루고 이번 문제는 3차원을 다룬다는 것만 달라졌다.

이번 문제도 역시 BFS로 풀이했다. 

m, n, h = map(int, input().split())
q, empty = deque(), 0

graph = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(n)] for _ in range(h)]
for k in range(h):
    for x in range(n):
        for y in range(m):
            if graph[k][x][y] == 1:
                q.append((x, y, k, 0)) # 초기 토마토 위치 저장
            elif graph[k][x][y] == 0:
                empty += 1 # 초기 토마토 개수 세기

우선 상자 크기와 토마토 정보를 입력 받는다.

그리고 큐(q)에는 미리 초기 토마토 위치를 담아놓고, 익지 않은 토마토의 개수를 센다.

q에 들어가는 값은 (행, 열, 높이, 날짜)이다. 아직 탐색 전이기 때문에 날짜는 0으로 초기화된다.

answer = 0

def bfs():
    global answer, empty
    d = [(1, 0, 0), (-1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, -1, 0), (0, 0, 1), (0, 0, -1)]

    while q:
        x, y, z, day = q.popleft()
        answer = max(answer, day)

        for i in range(6):
            nx, ny, nz = x + d[i][0], y + d[i][1], z + d[i][2]
            if nx in range(n) and ny in range(m) and nz in range(h) and graph[nz][nx][ny] == 0:
                graph[nz][nx][ny] = 1
                empty -= 1
                q.append((nx, ny, nz, day + 1))

    if empty > 0: answer = -1

d에는 상, 하, 좌, 우, 위, 아래 6개 방향이 지정되어있다.

6개 방향을 확인해서 아직 익지 않은 토마토가 있다면 값을 1로 변경하여 익은 상태로 만들고 empty를 1 줄여서 익지 않은 토마토 개수를 줄여준다.

그리고 해당 위치를 큐에 넣어준다. 이때 날짜는 현재 시간에 1을 더한 값을 넣어준다. 6개 방향에서 토마토를 발견할때마다 시간을 더하지 않도록 조심한다. 6개 방향에서 익지 않은 토마토를 발견하는 경우는 모두 같은 시간에 발견된 것으로 처리해야 한다.

만약 q의 모든 데이터가 모두 처리된 후에도 empty가 0보다 크다면 토마토가 모두 익지 않은 경우가 발생한 것이다. 이때 answer에 -1을 넣어준다.

if empty: bfs()
print(answer)

사실 문제에서 토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다고 해서 if 문이 필요 없지만 비용이 많이 드는 작업이 아니기 때문에 그냥 넣어줬다.

bfs 탐색을 한 후에는 answer에는 원하는 답이 담겨 있을 것이다.

전체 코드

from collections import deque

m, n, h = map(int, input().split())
q, empty = deque(), 0

graph = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(n)] for _ in range(h)]
for k in range(h):
    for x in range(n):
        for y in range(m):
            if graph[k][x][y] == 1:
                q.append((x, y, k, 0))
            elif graph[k][x][y] == 0:
                empty += 1

answer = 0

def bfs():
    global answer, empty
    d = [(1, 0, 0), (-1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, -1, 0), (0, 0, 1), (0, 0, -1)]

    while q:
        x, y, z, day = q.popleft()
        answer = max(answer, day)

        for i in range(6):
            nx, ny, nz = x + d[i][0], y + d[i][1], z + d[i][2]
            if nx in range(n) and ny in range(m) and nz in range(h) and graph[nz][nx][ny] == 0:
                graph[nz][nx][ny] = 1
                empty -= 1
                q.append((nx, ny, nz, day + 1))

    if empty > 0: answer = -1

if empty: bfs()
print(answer)

채점 결과