백준 7469: 토마토/ bfs, queue, tuple이용

Jimin·2022년 7월 25일
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알고리즘

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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.

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.


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <set>
#include <tuple>
using namespace std;

const int MAX = 101;

int M, N, H;

int tmt[MAX][MAX][MAX] = { 0 };
int dx[] = {1, -1, 0, 0};
int dy[] = {0, 0, 1, -1};
int dz[] = { 0, 1, -1 };
queue<tuple<int, int, int>> q; // x, y, z

void printTmt();
bool isInside(int x, int y, int z);
void bfs();

int main() {
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);

    cin >> M >> N >> H; // 가로j 세로i 높이

    for (int i = 0; i < H; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            for (int k = 0; k < M; k++) {
                cin >> tmt[i][j][k];
                if (tmt[i][j][k] == 1) {
                    //익은 토마트가 들어올 경우 q에 넣어주기
                    q.push({ j, k, i }); // x, y, z
                }
            }
        }
    }
    
    bfs();
    int ans = 0;
    for (int i = 0; i < H; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            for (int k = 0; k < M; k++) {
                if (tmt[i][j][k] == 0) {
                    cout << -1;
                    return 0;
                }
                ans = ans > tmt[i][j][k] ? ans : tmt[i][j][k];
            }
        }
    }
    
    cout << ans-1;
    return 0;
}

void bfs() {
    while (!q.empty()) {
        int xx = get<0>(q.front());
        int yy = get<1>(q.front());
        int zz = get<2>(q.front());
        q.pop();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            int nz = zz + dz[i];

            if (isInside(xx, yy, nz) && tmt[nz][xx][yy] == 0) {
                tmt[nz][xx][yy] = tmt[zz][xx][yy] + 1;
                q.push({ xx, yy, nz });
            }

        }
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            int nx = xx + dx[j];
            int ny = yy + dy[j];

            if (tmt[zz][nx][ny] == 0 && isInside(nx, ny, zz)) {
                tmt[zz][nx][ny] = tmt[zz][xx][yy] + 1;
                q.push({ nx, ny, zz });
            }


        }
    }
    
}

bool isInside(int x, int y, int z) {
    return 0 <= x && x < N && 0 <= y && y < M && 0 <= z && z < H;
}


void printTmt() {
    for (int i = 0; i < H; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            for (int k = 0; k < M; k++) {
                cout << tmt[i][j][k] << " ";
            }
            cout << endl;
        }
        cout << "\n\n";
    }
}

저번에 풀었던 토마토 문제에서 한차원이 증가한 문제이다.

그래서 배열에서도 한 층을 증가시켜줬고, 큐도 pair 아니라 tuple로 묶어줬다.

tuple에서 원소를 가져올 때는 밑에와 같이 가져오면 된다. 또한 헤더도 #include 을 추가해줘야한다.

int xx = get<0>(q.front());
int yy = get<1>(q.front());
int zz = get<2>(q.front());
처음에 outOfBound가 나왔는데 알고보니 bfs내부에서 조건 검사할 때 &&에서 isInside()를 먼저해주어야 한다. 아니라면 배열 인덱스가 초과하는데도 배열값이 0인지 확인하는 거로 넘어갈 수 있다.

나머지는 저번의 토마토와 같다. 익은 토마토는 먼저 큐에 넣어주고 다음부터 하나씩 pop하면서 진행해주면된다.

또한 z와 x,y는 따로 진행해준다. z는 0, -1, 1, x, y는 0, 0, -1, 1이기 때문에 따로 돌려줘야한다.

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