백준 7576번. 토마토 (Python / 파이썬)

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.
토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다.

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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문제 풀이

보관 후 하루가 지나면, 익은 토마토들의 인접한 곳에 있는 익지 않은 토마토들은

익은 토마토의 영향을 받아 익게됩니다.

인접한 곳이란 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤를 의미합니다.

토마토들이 며칠이 지나면 모두 익는지 최소 일수를 구하는 문제입니다.

 

BFS 알고리즘을 이용하여 문제를 해결했습니다.

익은 토마토들 위치에서 다음으로 익게 되는 토마토의 위치를 알아야하므로

익은 토마토들의 위치를 먼저 list에 따로 저장해주었습니다.

Queue에 그 위치를 삽입해주고 하나씩 꺼내면서

꺼낸 위치의 다음 위치가 만약 범위 내이고 0이라면

현재 위치에 1을 더해주어 값을 갱신시켜주고 Queue에 다시 삽입해주었습니다.

 

이 과정을 모두 수행하면 2차원 배열의 가장 큰 값이 최소 일수를 나타냅니다.

따라서 가장 큰 max 값을 구해주었습니다.

만약 2차원 배열에 0이 존재한다면, 토마토가 모두 익을 수 없다는 뜻이므로 check를 False로 바꿔줍니다.

만약 check가 True라면 토마토가 모두 익을 수 있다는 뜻이므로 max에서 1을 뺀 값을 출력해줍니다.

(첫 시작이 0이 아니라 1이었으므로)

만약 check가 False라면 -1을 출력해줍니다.

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My Code

from collections import deque

m, n = map(int,input().split()) # 상자의 가로, 세로

tomato = []  # 토마토 상자
pos = []     # 익은 토마토의 위치를 저장할 list
for i in range(n):
    tomato.append(list(map(int,input().split())))
    for j in range(m):
        if tomato[i][j] == 1:  # 익은 토마토라면
            pos.append((i, j)) # 위치를 삽입

# 상,하,좌,우 방향변수
dx = [-1, 1, 0, 0]
dy = [0, 0, -1, 1]

q = deque(pos) # 익은 토마토 위치를 큐에 삽입
while q:
    x, y = q.popleft() # 큐에서 삭제
    for i in range(4): # 상,하,좌,우 탐색
        nx = x + dx[i]
        ny = y + dy[i]
        if 0 <= nx < n and 0 <= ny < m: # 상자 범위 안이고
            if tomato[nx][ny] == 0:     # 익지 않은 토마토라면
                tomato[nx][ny] = tomato[x][y] + 1 # 다음 일 수를 갱신
                q.append((nx, ny))                # 익게된 토마토 위치 삽입

check = True
max_value = -1e9
for i in range(n):
    for j in range(m):
        max_value = max(max_value, tomato[i][j])  # 배열의 max값 = 최소 일수
        if tomato[i][j] == 0: # 아직 배열에 0이 남아있다면
            check = False     # 다 익지 못한것이므로 False

if check:
    print(max_value - 1)
else:
    print(-1)