[7569] 토마토

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[Gold V] 토마토 - 7569

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성능 요약

메모리: 119348 KB, 시간: 748 ms

분류

너비 우선 탐색, 그래프 이론, 그래프 탐색

문제 설명

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.

아이디어

3차원 행렬을 다루는 것이 익숙치 않아 시간이 좀 걸렸었던 문제였다.
x, y, z를 z, y, x 순으로 초기화해야한다는 것을 기억하자.

int[][][] graph = new int[z][y][x];

답안코드

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {
    static class Node {
        int x;
        int y;
        int z;

        public Node(int x, int y, int z) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.z = z;
        }

        public int getX() { return x; }

        public int getY() { return y; }

        public int getZ() { return z; }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());   // x
        int n = Integer.parseInt(st.nextToken());   // y
        int k = Integer.parseInt(st.nextToken());   // z

        Queue<Node> ripenTomato = new LinkedList<>();   // 익은 토마토
        int unRipenTomato = 0;  // 안 익은 토마토
        int day = 0;    // 소요 날짜

        // initialize box
        int[][][] box = new int[k][n][m];

        for (int i = 0; i < k; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                st = new StringTokenizer(br.readLine());
                for (int l = 0; l < m; l++) {
                    box[i][j][l] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                    
                    if (box[i][j][l] == 0) unRipenTomato += 1;  // 안 익은 토마토
                    else if (box[i][j][l] == 1) {
                        ripenTomato.offer(new Node(l, j, i));   // 익은 토마토
                    }
                }
            }
        }

        // 이동: 상, 하, 좌, 우, 전, 후
        int[] dx = {0, 0, -1, 1, 0, 0};
        int[] dy = {0, 0, 0, 0, 1, -1};
        int[] dz = {1, -1, 0, 0, 0, 0};

        // bfs(인접 토마토 익히기)
        while (unRipenTomato > 0 && !ripenTomato.isEmpty()) {
            int todayRipenTomato = ripenTomato.size();  // '오늘' 익어있는 토마토

            for (int i = 0; i < todayRipenTomato; i++) {
                Node node = ripenTomato.poll();

                int x = node.getX();
                int y = node.getY();
                int z = node.getZ();

                // 6방향으로 토마토 익히기
                for (int j = 0; j < 6; j++) {
                    int movedX = x + dx[j];
                    int movedY = y + dy[j];
                    int movedZ = z + dz[j];

                    // 범위를 벗어나거나 안 익은 토마토가 아닌 경우는 제외
                    if (movedX < 0 || movedX >= m || movedY < 0 || movedY >= n || movedZ < 0 || movedZ >= k || box[movedZ][movedY][movedX] != 0) continue;

                    unRipenTomato -= 1; // 안 익은 토마토 개수 줄이기
                    box[movedZ][movedY][movedX] = 1;    // 토마토 익히기
                    ripenTomato.offer(new Node(movedX, movedY, movedZ));
                }
            }

            day += 1;
        }

        if (unRipenTomato == 0) {
            System.out.println(day);
        } else {
            System.out.println(-1);
        }
    }
}

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