[Algorithm] 백준 7576번 토마토 - BFS

문제

철수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다. 토마토는 아래의 그림과 같이 격자 모양 상자의 칸에 하나씩 넣어서 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 토마토의 인접한 곳은 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 네 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,N이 주어진다. M은 상자의 가로 칸의 수, N은 상자의 세로 칸의 수를 나타낸다. 단, 2 ≤ M,N ≤ 1,000 이다. 둘째 줄부터는 하나의 상자에 저장된 토마토들의 정보가 주어진다. 즉, 둘째 줄부터 N개의 줄에는 상자에 담긴 토마토의 정보가 주어진다. 하나의 줄에는 상자 가로줄에 들어있는 토마토의 상태가 M개의 정수로 주어진다. 정수 1은 익은 토마토, 정수 0은 익지 않은 토마토, 정수 -1은 토마토가 들어있지 않은 칸을 나타낸다. 

출력

여러분은 토마토가 모두 익을 때까지의 최소 날짜를 출력해야 한다. 만약, 저장될 때부터 모든 토마토가 익어있는 상태이면 0을 출력해야 하고, 토마토가 모두 익지는 못하는 상황이면 -1을 출력해야 한다.

 

---

풀이

• BFS(너비 우선 탐색)을 사용해 푸는 문제다
• 따로 날짜를 저장하는 변수를 만들지 않고, 밑의 표와 같이토마토의 익음 유무를 저장하는 변수에 날짜 값을 바로 저장하기로 했다
• 여기서 크기가 가장 큰 변수가 가장 늦게 익은 토마토이므로 그 변수의 값에 -1을 해주면 전체 토마토가 다 익기까지의 날짜가 나온다
• 위에서 -1을 해주는 이유는 처음 익은 토마토가 1부터 시작하기 때문이다

코드

public class BJ7576 {
	// (dx,dy) : 우(0,1), 하(1,0), 좌(0,-1), 상(-1,0)
	static int[] dx = {0,0,-1,1};
	static int[] dy = {-1,1,0,0};
	static int[][] box; // 토마토가 담겨있는 2차원 배열
	static int max = 0; // 배열의 가장 큰 값을 담을 변수 
	static int N; // 상자의 세로 칸 수 
	static int M; // 상자의 가로 칸 수 
	static Queue<int[]> q = new LinkedList<int[]>(); // 익은 토마토를 담을 큐

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new java.io.InputStreamReader(System.in));
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
		
		// 가로 세로 크기 초기화 
		N = Integer.parseInt(st.nextToken());
		M = Integer.parseInt(st.nextToken());
		
		// box 배열 크기 초기화
		box = new int[M][N];
		
		// 사용자 입력 값을 이차원 배열에 저장하는 반복문
		for(int i=0; i<M; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for(int j=0; j<N; j++) {
				box[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				// 익은 토마토의 좌표들을 큐에 삽입
				if(box[i][j]==1) {
					q.offer(new int[]{i,j});
				}
			}
		}
		System.out.print(bfs(q));	
	}
	
	public static int bfs(Queue<int[]> q) {
		while(!q.isEmpty()) { // 큐에 노드가 있는동안 반복문 실행 
			int[] loc = q.poll(); // 큐에서 꺼낸 첫번째 첫번째 익은 토마토의 좌표
			
			for(int k=0; k<4; k++) { // 오른쪽 아래 왼쪽 위 돌아가며 탐색
				int nx = loc[0] + dx[k]; // 상하좌우가 변경할 때 x 좌표 
				int ny = loc[1] + dy[k]; // 상하좌우가 변경할 때 y 좌표 
				
				if (0 <= nx && nx < M && 0 <= ny && ny < N) { // 상자의 범위 내에 있을 때 
                    if (box[nx][ny] == 0) { // 좌표에 있는 토마토가 익지 않은 토마토(0)라면
                        box[nx][ny] = box[loc[0]][loc[1]] + 1; // 인접해 있던 익은 토마토의 값+1 로 변경
                        q.offer(new int[]{nx, ny}); // 새로 익은 토마토의 좌표를 큐에 넣어줌
                    }
                }
			}
		}

		for (int i=0; i<M; i++) {
			for (int j=0; j<N; j++) {
				if(box[i][j] == 0) { // 안 익은 토마토가 있다면 
					return -1;
				} else { // 안 익은 토마토가 없다면 
					if(box[i][j] > max) { // 배열에서 가장 큰 값을 찾아줌
						max = box[i][j];
					}
				}
			}
		}
		return max-1; // 1부터 시작했으므로 -1하여 return
	}
}