백준 7569) 토마토

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

7569번: 토마토

 

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.

 

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문제 이해

 

이 문제는 전형적인 좌표 이동 문제 중에 하나라고 할 수 있지만

상, 하, 좌, 우, 위, 아래 까지 고려해야 하므로, 2차원 혹은 3차원으로 접근해야 한다.

 

2차원으로 접근한다면 g[n*h][m]

3차원으로 접근한다면 g[h][n][m]

 

초기에는 2차원으로 풀려고 했었다. 하지만 높이까지 고려해가며 코드를 짜기에는

너무나도 복잡했고, 제출해봤자 2%에서 "틀렸습니다" 문구만 나오는 것을 바라만 봤다.

 

그래서 3차원으로 풀게 됐고 결국 정답을 맞출 수 있었다!

 

 

그렇다면 이 문제를 계속 붙들면서 파악한 핵심 요소들은 다음과 같았다.

 

1. 모든 토마토가 익어있는 상태(=0), 토마토가 덜 익은 상태(=-1) 조건을 고려했는가?

 

2. 기존의 BFS 문제들은 특정 조건(이 문제에서는 익은 토마토가 있을 경우는 1) 일 때마다 queue에 넣어 bfs 를 수행했지만,

이 문제 같은 경우에는 익은 토마토들로부터 시작해야 하는데 queue에 먼저 이들을 넣고 시작했는가?

 

3. 3차원 배열일 경우, 가로, 세로, 높이를 올바르게 초기화했는가?

 

 

=> 여기서 가장 헷갈렸던 것은 2번이었다. 문제의 예제에서는 저렇게 하지 않아도 충분히 옳은 답안이 나올 수 있으므로 쉽게 간과하기 쉽기 때문이다.

 

 

 

 

전체 코드

 

import java.util.*

private lateinit var g: Array<Array<IntArray>>
private lateinit var queue: Queue<Triple<Int, Int, Int>>

val dx = intArrayOf(-1, 1, 0, 0, 0, 0)
val dy = intArrayOf(0, 0, -1, 1, 0, 0)
val dz = intArrayOf(0, 0, 0, 0, -1, 1)

fun main() = with(System.`in`.bufferedReader()) {
    val (m, n, h) = readLine().split(" ").map { it.toInt() }

    g = Array(h) { Array(n) { IntArray(m) } }
    queue = LinkedList()

    var underripe = 0

    repeat(h) { i ->
        repeat(n) { j ->
            val s = readLine().split(" ").map { it.toInt() }
            repeat(m) { k ->
                when (s[k]) {
                    1 -> queue.add(Triple(i, j, k))
                    0 -> underripe++
                }
                g[i][j][k] = s[k]
            }
        }
    }

    if (underripe == 0) {
        println(0)
        return@with
    }

    val res = bfs(n, m, h, underripe)
    println(res)
}

private fun bfs(n: Int, m: Int, h: Int, tomato: Int): Int {
    var cnt = 0
    var ripeTomato = 0

    while (queue.isNotEmpty()) {
        val size = queue.size

        for (a in 0 until size) {
            val node = queue.poll()!!
            val x = node.second
            val y = node.third
            val z = node.first

            for (i in 0 until 6) {
                val nx = x + dx[i]
                val ny = y + dy[i]
                val nz = z + dz[i]

                if (nx in 0 until n && ny in 0 until m && nz in 0 until h) {
                    if (g[nz][nx][ny] == 0) {
                        g[nz][nx][ny] = 1
                        queue.add(Triple(nz, nx, ny))
                        ripeTomato++
                    }
                }
                if (ripeTomato == tomato) {
                    cnt++
                    return cnt
                }
            }
        }
        cnt++
    }
    return -1
}