[JAVA] 알고리즘 문제풀이 - DFS, BFS 기출문제 (토마토 농장)

DFS, BFS 기출문제 풀이

토마토 농장(BFS 활용)

설명 : 현수의 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. 현수는 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, N 은 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.
풀이

import java.util.*;

public class Main {

    static int x,y, nullCnt=0, sum=0;
    static int[][] box, move = \{\{0,1},{0,-1},{1,0},{-1,0\}\}, chk;
    public int solution(List<Integer[]> list){
        int fin = 0;
        Queue<Integer[]> q = new LinkedList<>();
        for (Integer[] integers : list) {
            q.offer(integers);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            Integer[] tmp = q.poll();
            int crr_y = tmp[0];
            int crr_x = tmp[1];
            box[crr_y][crr_x] = 2;
            for (int i=0; i<4; i++){
                if(crr_y+move[i][0]>=0 && crr_y+move[i][0]<y && crr_x+move[i][1]>=0 && crr_x+move[i][1]<x) {
                    if(box[crr_y+move[i][0]][crr_x+move[i][1]]==0) {
                        box[crr_y+move[i][0]][crr_x+move[i][1]] = 1;
                        chk[crr_y+move[i][0]][crr_x+move[i][1]] = chk[crr_y][crr_x]+1;
                        fin = chk[crr_y][crr_x]+1;
                        q.add(new Integer[]{crr_y+move[i][0],crr_x+move[i][1]});
                        sum++;
                    }
                }
            }
        }
        if(sum==(x*y)-nullCnt) return fin;
        else return -1;

    }

    public static void main(String[] args) {
        Main t = new Main();
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        x = scan.nextInt();
        y = scan.nextInt();
        box = new int[y][x];
        chk = new int[y][x];
        List<Integer[]> app = new ArrayList<>();
        for(int i=0; i<y; i++){
            for(int j=0; j<x; j++){
                box[i][j] = scan.nextInt();
                if(box[i][j]==-1) nullCnt++;
                if(box[i][j]==1) {
                    app.add(new Integer[]{i,j});
                    sum++;
                }
            }
        }

        System.out.println(t.solution(app));
    }
}

정리
- 우선 데이터를 담을 박스배열, 체크용배열(레벨저장), 앞뒤좌우 이동값용 배열 3가지를 만들었다
- 합계 계산을 위해 토마토가 담기지 않은 수(nullCount)변수와, 익은토마토(sum) 수를 저장할 변수도 만들었다.
- 처음 데이터를 입력받을때 nullCount와 sum은 바로 집계를 해주었다.
- 그리고 집계시부터 익은 토마토의 자리는 리스트를 사용하여 이차원 배열에 저장해 둠
- 그리고 BFS에 넘어갔을때 초기 익은 토마토를 큐에 넣어줌
- whlie문을 돌면서 이미 주변까지 후숙시킨 토마토의 값은 2로 바꿔주고(중복작업 방지)
- 이동값배열을 사용하여 상하좌우 토마토중 익지않은 토마토가 있다면 1로 변경함. 이때 sum도 증가
- 각 레벨값을 chk변수의 해당위치에 반영시켜주고 fin값도 적용함 (최종레벨)
- 1로 변경된 이동값 배열을 큐에 담음
- while문이 끝났을때 sum(익은토마토)수와 (x*y)-nullCnt (전체수에서 없는토마토 제외=전체 토마토수)가 같다면 최종레벨(fin)을 반환.
- 일치하지 않으면 익지않은 토마토가 남았다는 것이므로 -1 반환

IM

DFS, BFS 기출문제 풀이

토마토 농장(BFS 활용)