[BOJ/백준] 7569번 토마토 (Python 파이썬)
https://www.acmicpc.net/problem/7569
7569번: 토마토
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,
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| 1 초 | 256 MB | 53111 | 21608 | 15860 | 41.197% |
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
0풀이
우선 주의할 점이 몇가지 있었는데, 먼저 해당 문제에서는 3차원 리스트를 생성해야 합니다. M, N, H을 입력 받게 되면, 우선 M과 N은 각각 row와 column에 해당하기 때문에 x, y축이고 H는 높이에 해당하기 때문에 z축에 해당합니다.
다음으로, 반복문과 graph 접근 시 x, y, z 축 순서를 잘 고려해야 합니다.
graph를 생성하는 코드를 살펴보면,
graph = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(N)] for _ in range(H)][[[M개의 길이를 가진 리스트] * N개] * H개] 형태입니다. 예제 입력 3을 입력하면 다음과 같이 graph가 생성됩니다.
[ [ [1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1], [1, 1, 1, 1] ], [ [1, 1, 1, 1], [-1, -1, -1, -1], [1, 1, 1, -1] ] ]
따라서 "graph[z][x][y]" 순으로 접근해야 합니다. 이 점을 계속 놓쳐서 결국 다른 분 코드를 참고하여 문제를 풀게 되었습니다..ㅠㅠ
데이터 세팅을 마쳤으니 전략을 간단하게 세워보면,
- graph를 모두 탐색하여 값이 1인 지점을 queue에 append합니다.
- 해당 queue를 가지고 BFS를 수행합니다. 이때 3차원 이동이므로 6개의 이동 경우의 수를 고려해야합니다.
범위를 벗어나지 않으며, 값이 0인 지점을 이전 값에 1을 더해서 업데이트합니다. 이러한 방식은 다른 문제에서도 등장했는데, 탐색의 횟수를 Tabulation 방식으로 저장해 감으로써 방문 여부를 저장하는 별도의 리스트(visited) 관리없이 최소 탐색 횟수를 구할 수 있게 됩니다. "BFS"가 종료되면 이와 같이 저장된 값중 최댓값이 곧 최소 탐색 횟수이기 때문입니다. - 이제 graph에 BFS의 결과가 반영되었으므로, 하나씩 탐색하면서 출력할 결과 값을 결정합니다.
1. 만약 한 곳에서라도 값이 0이 나온다면 -1을 출력하고,
2. 이미 모든 토마토가 익었다면 최댓값은 무조건 1이므로 0을 출력하기 위해 1을 빼주고 출력하고,
3. 그 외 경우에는 최댓값 -1을 출력.
import sys
from collections import deque
input = sys.stdin.readline
M, N, H = map(int, input().split())
graph = [[list(map(int, input().split())) for _ in range(N)] for _ in range(H)]
dx = [0, 0, 1, -1, 0, 0]
dy = [1, -1, 0, 0, 0, 0]
dz = [0, 0, 0, 0, 1, -1]
queue = deque()
def BFS():
while queue:
z, x, y = queue.popleft()
for i in range(6):
nx, ny, nz = x + dx[i], y + dy[i], z + dz[i]
if 0 <= nx < N and 0 <= ny < M and 0 <= nz < H:
if graph[nz][nx][ny] == 0:
graph[nz][nx][ny] = graph[z][x][y]+1
queue.append((nz, nx, ny))
# 탐색은 입력의 반대순으로
for i in range(H):
for j in range(N):
for k in range(M):
if graph[i][j][k] == 1:
queue.append((i, j, k))
BFS()
cannot_complete = False
day = 0
for i in range(H):
for j in range(N):
for k in range(M):
if graph[i][j][k] == 0:
cannot_complete = True
day = max(day, graph[i][j][k])
if cannot_complete:
print(-1)
else:
print(day-1) BFS의 특성을 잘 이용한 풀이라고 생각합니다. 현재 값을 이전 값 + 1으로 업데이트 하는 방법으로 BFS가 종료되면 저장된 값들 중 최댓값이 곧 BFS의 최소 탐색 횟수가 되는 것을 이용한 것입니다.
이전 문제에서도 위와 같이 BFS와 DP 기법을 섞어서 풀이를 진행했었는데, 최소 탐색 횟수를 구할 때 유용한 방법인 것 같습니다.