[백준] 7569번: 토마토 풀이 및 해설(C++)

 

https://www.acmicpc.net/problem/7569

7569번: 토마토

 

C++로 작성한 백준 문제 7569번 토마토에 대한 문제 풀이다.

골드 5 문제로 그래프 이론, 그래프 탐색, 너비 우선 탐색이 문제를 푸는데 필요한 주요 지식이다.

 

 

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문제 설명

문제

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.

백준에서 제공하는 문제 이미지

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 쌓아 올려지는 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 ≤ 100이다. 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.

 

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문제 파악하기

1. 이전에 풀었던 토마토 문제를 3차원으로 응용한 문제다.

2024.01.19 - [algorithm/BFS,DFS] - [백준] 7576번: 토마토 풀이 및 해설(C++)

[백준] 7576번: 토마토 풀이 및 해설(C++)

 

(이전 문제를 풀지 않았다면 위 문제를 보고 와주세요)

 

2. 그러니 3차원 즉, 높이 관련해서만 bfs 알고리즘을 추가해 주면 된다.

 

 

 

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코드 및 설명

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <tuple>
#define fastio ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0)
using namespace std;

int M,N,H;
int arr[101][101][101];
queue<tuple<int,int,int>> q;
 


int bfs(){
    int i,j,k,result=0;
    while(!q.empty()){
        i=get<0>(q.front());
        j=get<1>(q.front());
        k=get<2>(q.front());
        q.pop();
        if(i-1>=0 && arr[i-1][j][k] == 0){
            q.push(make_tuple(i-1,j,k));
            arr[i-1][j][k]=arr[i][j][k]+1;
        }
        if(i+1<N && arr[i+1][j][k] == 0){
            q.push(make_tuple(i+1,j,k));
            arr[i+1][j][k]=arr[i][j][k]+1;
        }
        if(j-1>=0 && arr[i][j-1][k] == 0){
            q.push(make_tuple(i,j-1,k));
            arr[i][j-1][k]=arr[i][j][k]+1;
        }
        if(j+1<M && arr[i][j+1][k] == 0){
            q.push(make_tuple(i,j+1,k));
            arr[i][j+1][k]=arr[i][j][k]+1;
        }
        if(k+1<H && arr[i][j][k+1] == 0){
            q.push(make_tuple(i,j,k+1));
            arr[i][j][k+1]=arr[i][j][k]+1;
        }
        if(k-1>=0 && arr[i][j][k-1] == 0){
            q.push(make_tuple(i,j,k-1));
            arr[i][j][k-1]=arr[i][j][k]+1;
        }
    
            
    }
    
    for(int k=0; k<H; k++){
        for(int i=0; i<N; i++){
            for(int j=0; j<M; j++){
                if(arr[i][j][k]==0){
                    cout<<"-1";
                    return 0;
                }
                if(arr[i][j][k]>result){
                    result=arr[i][j][k];
                }
            }
        }
    }

    cout<<result-1;
    
    
    return 0;
    
}

int main(){
    fastio;
    bool allripen=true;
    cin>>M>>N>>H;
    for(int k=0; k<H; k++){
        for(int i=0; i<N; i++){
            for(int j=0; j<M; j++){
                cin>>arr[i][j][k];
                if(arr[i][j][k]==1){
                    q.push(make_tuple(i,j,k));
                }
                if(arr[i][j][k] == 0){
                    allripen=false;
                }
            }
        }
    }
    if(allripen){
        cout<<'0';
        return 0;
    }
    bfs();
    return 0;

    
}

 

• 2차원 배열일때는 pair을 사용했지만 3개씩 좌표를 쌍으로 묶어야 하기에 tuple을 사용하였다.
• tuple은 pair과 선언, 생성 등 모든 게 비슷하다. 하지만, 원소에 접근하는 코드는 좀 다르다.
• 가령 q에 쌓인 첫번째 원소의 2번째 요소에 접근할 때 pair는 q.front(). second를 썼지만 튜플에서는 get <1>(q.front())로 get과 <> 사이의 숫자로 요소에 접근한다.
• 3차원으로 확장되어서 입력과 0이 있는지 최종적으로 값 검증 if문에 한번 더 for문을 돌려주었다.
• bfs에 큐를 쌓아나가는 if문에도 바로 위에 있는 토마토와 바로 아래 있는 토마토를 확인하는 if문 2개를 추가하였다.

 

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헤매었던 부분

• 딱히 없다

 

 

 

 

 

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마무리

같은 이름으로 2문제 있어서 백준 버그로 2번 띄운 줄 알았다. 이전에 토마토 문제를 풀지 않았다면 코드를 짜는데 오래 걸렸겠지만, 풀었던 코드를 조금 응용만 하면 돼서 빠르게 풀었다.