[알고리즘] Swift -백준 #7576(토마토) -BFS

문제링크

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

7576번: 토마토

 

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.

예제 입력 1 

6 4
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 1 

8

예제 입력 2 

6 4
0 -1 0 0 0 0
-1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1

예제 출력 2 

-1

예제 입력 3 

6 4
1 -1 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 0
0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 -1 1

예제 출력 3 

6

예제 입력 4 

5 5
-1 1 0 0 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 -1 -1 -1 0
0 0 0 0 0

예제 출력 4 

14

예제 입력 5 

2 2
1 -1
-1 1

예제 출력 5 

0

 

 

 

 

 

분석

보관 후 하루가 지나면 동서남북으로 인접한 토마토가 익는다.  (대각선도 안되고, 혼자 익지 않는다)

다 익게 되는 지 최소 일수를 알고 싶다.

상자에는 토마토가 들어있지 않을 수 도 있다.

 

풀이 과정

m = 가로 n = 세로

0 = 익지 않은 토마토, 1 = 익은 토마토, -1 = 들어있지 않은 토마토

모든 토마토가 익는 최소 날짜를 출력, 모든 토마토가 익어있다면 0을 출력, 토마토가 모두 익지 못하면 -1 출력

 

1이 들어있는 부분에서 전부 bfs를 시작한다.
-1이 들어있는 부분은 가지 못하는 길이고
모든 곳을 방문했을 때 방문횟수를 구하면 된다.
마지막으로 출력조건에서 모든 토마토가 익었을 때와, 모두 익지 못했을 때를 구분해서 출력해주면 된다.!

 

일단 출발지가 익은 토마토가 있는 (1인 곳)을 찾는 것이 먼저라고 생각했다.

그래서 먼저 입력을 받으면서 1의 위치를 저장해두었다.

처음에 배열에 넣고 진행했는데 처음에 넣었던 위치를 먼저 빼야되기 때문에 큐로 변경하였다.

var startArr = Queue<[Int]>([])

for i in 0..<n {
    let tomato = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)!}
    if tomato.contains(1) {
        for j in 0..<m {
            if tomato[j] == 1{
                startArr.push([i, j])
            }
        }
    }
    map.append(tomato)
}

 

1의 위치를 큐에 넣고 하나씩 뺴면서 동서남북으로 탐색을 시작해야된다.

처음에는 1의 위치를 넣고 갈 수 있는 곳의 위치를 큐에 다시 넣고

다음으로 갈 수 있는 위치를 pop 해서 다시 탐색을 한다.

while !startArr.isEmpty {
        
    for _ in 0..<startArr.count {
        let pop = startArr.pop()
        let (y, x) = (pop[0], pop[1])
        
        ,,,
    }
}

 

큐가 비어있을 때까지 계속 반복한 다음 while문안에 for문을 넣은 이유는 큐 안의 원소의 개수만큼 반복해야 1이 있는 곳에서 하루에 갈 수있는 부분을 모두 갈 수 있다.

 

최소 일수를 세기 위해서 count 를 주었다. 

var count = -1
func bfs() {
    while !startArr.isEmpty {
        count += 1
        
        for _ in 0..<startArr.count {
            let pop = startArr.pop()
            let (y, x) = (pop[0], pop[1])
            
            for k in 0..<4 {
                let nextY = y + dy[k]
                let nextX = x + dx[k]
                
                if isValid(y: nextY, x: nextX) && map[nextY][nextX] == 0 {
                    map[nextY][nextX] = 1
                    startArr.push([nextY, nextX])
                }
            }
        }
    }
}

 

처음에 -1 값을 준 이유는 이미 처음 입력을 받으면서 큐에 시작위치를 입력해놓았기 떄문이다.

처음에 0으로 값을 준 후 마지막에 -1을 해줘도 된다.

그리고  0이었던 토마토를 1로 변경하면서 0이었던 위치만 방문할 수 있게 한다.

 

마지막으로 출력 조건만 입력해주면 된다.

탐색이 끝난 후 안익은 토마토(0)이 있다면 -1 출력한다.

bfs()
for i in map {
    if i.contains(0) {
        count = -1
    }
}
print(count)

 

 

 

풀이

import Foundation
class Queue<T> {
    var enQueue: [T]
    var deQueue: [T] = []
    
    var count: Int {
        return enQueue.count + deQueue.count
    }
    
    var isEmpty: Bool {
        return enQueue.isEmpty && deQueue.isEmpty
    }
    
    init(_ queue: [T]) {
        self.enQueue = queue
    }
    
    func push(_ element: T) {
        enQueue.append(element)
    }
    
    func pop() -> T {
        if deQueue.isEmpty {
            deQueue = enQueue.reversed()
            enQueue.removeAll()
        }
        return deQueue.popLast()!
    }

    func front() -> T? {
        let newQue = deQueue.reversed() + enQueue
        return newQue.first
    }
}

let input = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)!}
let (m, n) = (input[0], input[1])

var map = [[Int]]()
var startArr = Queue<[Int]>([])

for i in 0..<n {
    let tomato = readLine()!.split(separator: " ").map{ Int($0)!}
    if tomato.contains(1) {
        for j in 0..<m {
        	//익은 토마토 찾기
            if tomato[j] == 1{
                startArr.push([i, j])
            }
        }
    }
    map.append(tomato)
}

let dx = [-1, 1, 0, 0]
let dy = [0, 0, -1, 1]

func isValid(y: Int, x: Int) -> Bool {
    return 0 <= y && y < n && 0 <= x && x < m ? true : false
}

var count = -1
func bfs() {
    while !startArr.isEmpty {
        count += 1
        
        for _ in 0..<startArr.count {
            let pop = startArr.pop()
            let (y, x) = (pop[0], pop[1])
            
            for k in 0..<4 {
                let nextY = y + dy[k]
                let nextX = x + dx[k]
                
                if isValid(y: nextY, x: nextX) && map[nextY][nextX] == 0 {
                    map[nextY][nextX] = 1
                    startArr.push([nextY, nextX])
                }
            }
        }
    }
}

bfs()
for i in map {
    if i.contains(0) {
        count = -1
        break
    }
}
print(count)

 

결과

 

 

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📂  정리

최소 횟수를 구하는 문제로 간단한게 BFS를 사용하면 되는 문제다.

여러 개의 출발지에서 모든 경로를 다 방문할 때 걸리는 최소 회수를 구하는 문제이다.

여기서 중요한 점이었던 것은 처음 시작하는 부분이 여러 개인 것이다.

탐색을 할 때 처음 것을 먼저 탐색하냐 마지막을 먼저 탐색하느냐도 달라진다는 것이다.

이것을 잘 생각해서 해결해야 한다.

 

마지막 출력 조건도 잘 확인해야한다.