7576 : 토마토

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

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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. 

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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접근

• 익은 토마토의 주변의 토마토가 영향을 받으므로, BFS를 이용하였다. 
• zero_count라는 변수를 만들었다. zero_count는 '저장될 때부터 모든 토마토가 익어있는 상태'와 '토마토가 모두 익지 못하는 상태'를 가려내기 위해 사용된다. 
• BFS 알고리즘의 기초가 되는 문제들은 출발점이 하나였지만, 이번 문제와 같은 문제들은 출발점이 2개 이상이라는 점이 가장 큰 차이점이다.
• 이를 해결하기 위해, BFS 함수의 초반에 출발점에 해당되는 index를 모두 queue에 넣어주었다. (BFS 알고리즘은 queue에 있는 index를 대상으로 풀이하기 때문에)
• 이를 통해 2개 이상의 토마토가 점차적으로 퍼져나가는 효과를 얻을 수 있다. 
• 이번 문제에서는 queue에 index를 직접 넣지 않고, JAVA의 특성을 살려서, Tomato라는 클래스로 만든 객체를 넣었다. 

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코드

import java.util.*;
import java.io.*;
 
class Tomato {
    int x, y;
 
    public Tomato(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}
 
public class Main {
 
    static int N;
    static int M;
    static int[][] map;
    static int[][] visit;
    static int[] dx = { -1, 0, 1, 0 };
    static int[] dy = { 0, -1, 0, 1 };
 
    public static void BFS() {
        Queue<Tomato> q=new LinkedList<Tomato>();
        
        for(int i=0;i<N;i++) {
            for(int j=0;j<M;j++) {
                if(map[i][j]==1) {
                    visit[i][j]=1;
                    q.add(new Tomato(i, j));
                }
            }
        }
        
        while(!q.isEmpty()) {
            Tomato t=q.poll();
            int X=t.x;
            int Y=t.y;
            
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                int nextX = X + dx[i];
                int nextY = Y + dy[i];
 
                if (nextX >= 0 && nextY >= 0 && nextX < N && nextY < M) {
                    if (map[nextX][nextY] == 0 && visit[nextX][nextY] == 0) {
                        q.add(new Tomato(nextX, nextY));
                        visit[nextX][nextY] = 1;
                        map[nextX][nextY] = map[X][Y] + 1;
                    }
                }
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {
 
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
 
        String s = br.readLine();
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(s, " ");
 
        M = Integer.parseInt(st.nextToken()); // 열
        N = Integer.parseInt(st.nextToken()); // 행
        map = new int[N][M];
        visit = new int[N][M];
 
        int zero_count=0;
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            s = br.readLine();
            st = new StringTokenizer(s, " ");
            for (int j = 0; j < M; j++) {
                map[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if(map[i][j]==0)
                    zero_count++;
            }
        }
        
        
        if(zero_count==0) {
            System.out.println("0");
        }
        else {
            BFS();
            int max=0;
            zero_count=0;
            for (int i = 0; i < N; i++) {
                for (int j = 0; j < M; j++) {
                    if(map[i][j]==0) {
                        zero_count++;
                    }
                    max=Math.max(max, map[i][j]);
                }
            }
            
            if(zero_count!=0)
                System.out.println("-1");
            else
                System.out.println(max-1);
        }
 
        br.close();
 
    }
 
}