[Java, 자바] 백준 7576번, 토마토

백준 7576번

👉🏻 https://www.acmicpc.net/problem/7576

# 난이도 : 골드5

# 알고리즘 분류 : 그래프 이론, 그래프 탐색, 너비 우선 탐색

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문제내용

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.

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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.

토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다.

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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.

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풀이방법

먼저 해당 문제는 BFS를 통해 해결하였고 좌표를 저장할 수 있는 Point클래스를 생성하고, 상하좌우를 탐색이 이루어져야하기 때문에 dx, dy배열을 선언해주었습니다 :)

Scanner를 통해 board배열에 값을 넣을 떄 1일 경우 전역변수에 선언해 놓은 Queue에 좌표를 등록해주었습니다 !

(익은 토마토부터 BFS가 시작하기 때문 !)

출력조건을 확인해보면 모두 익어있는 상태일 경우 0을 출력하게 되어있습니다 ! 그래서 Queue에 size가 n * m과 같을 때 즉 모두 익어있는 상태일 때 0을 출력하고, 아닐 경우 BFS메서드를 호출하였습니다.

BFS에서는 Queue에서 poll된 좌표를 상하좌우 탐색을 진행한 뒤 0(익지 않은 토마토)를 발견하였을 때 현재 토마토의 값에서 +1을 증가시켜 해당 위치의 토마토의 값에 저장시켜주었습니다.(일수를 구하기 위해)

BFS가 종료된 이후 최소 일수와 빈칸으로 인해 익지 않은 부분이 있는지 확인을 진행한 뒤 마무리하였습니다 ! 

마지막에 반복문이 여러번 진행되서 시간초과가 발생할 줄 알았는데 다행이도 잘 풀었네요🥹

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코드

import java.util.*;
class Point{
    public int x, y;
    Point(int x, int y){
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

public class Main {
    static int[] dx = {-1, 0, 1, 0};
    static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
    static int[][] board, dis;
    static int n, m;
    static Queue<Point> Q = new LinkedList<>();

    public static void BFS(){
        while(!Q.isEmpty()){
            Point tmp = Q.poll();
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = tmp.x + dx[i];
                int ny = tmp.y + dy[i];
                if(nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && board[nx][ny] == 0){
                    board[nx][ny] = 1;
                    Q.offer(new Point(nx, ny));
                    dis[nx][ny] = dis[tmp.x][tmp.y] + 1;
                }
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        m = scan.nextInt();
        n = scan.nextInt();
        board = new int[n][m];
        dis = new int[n][m];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                board[i][j] = scan.nextInt();
                if(board[i][j] == 1) Q.offer(new Point(i, j));
            }
        }
        if (Q.size() == n * m){
            System.out.println(0);
        } else {
            BFS();
            boolean flag = true;
            int answer = Integer.MIN_VALUE;
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                for (int j = 0; j < m; j++) {
                    if (board[i][j] == 0) flag = false;
                }
            }
            if (flag){
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    for (int j = 0; j < m; j++) {
                        answer = Math.max(answer, dis[i][j]);
                    }
                }
                System.out.println(answer);
            } else System.out.println(-1);
        }

    }
}