[Algorithm/Java] 알고리즘 자바 토마토 BFS (코딩테스트, DFS, BFS, 토마토 익히기, 최단경로, 최단거리)

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1. 문제 설명

• 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 ≤ 1,000이다.
  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.

 

 

2. 문제 코드 및 풀이 설명

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;


class Point {
  public int x, y;

  Point(int x, int y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

public class Tomato {
  // 미로를 찾는 방향을 설정한 배열
  static int[] dx = {-1, 0, 1, 0};
  static int[] dy = {0, 1, 0, -1};
  static int n, m;
  // 미로와 이동거리가 입력될 배열
  static int[][] board, dis;
  static Queue<Point> Q = new LinkedList<>();

  public static void main(String[] args) {
    Tomato T = new Tomato();
    Scanner kb = new Scanner(System.in);
    m = kb.nextInt();
    n = kb.nextInt();
    board = new int[n][m];
    dis = new int[n][m];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      for (int j = 0; j < m; j++) {
        board[i][j] = kb.nextInt(); // 보드에 토마토의 위치를 넣기
        if (board[i][j] == 1) Q.offer(new Point(i, j)); // 토마토가 들어갈 위치를 미리 큐에 삽입
      }
    }
    T.BFS();
    boolean flag = true;
    int answer = Integer.MIN_VALUE;
    // 토마토 상자를 돌아보며 0이 있는지, 익지 않은 토마토가 있는 지 확인
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      for (int j = 0; j < m; j++) {
        if (board[i][j] == 0) flag = false;
      }
    }
    if (flag) { // 만약 없다면 가장 큰 수를 출력
      for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
          answer = Math.max(answer, dis[i][j]);
        }
      }
      System.out.println(answer);
    } else System.out.println(-1); // 있다면 다 안 퍼졌으므로 -1
  }

  // 토마토가 퍼지게 하는 알고리즘
  public void BFS() {
    while (!Q.isEmpty()) {
      Point tmp = Q.poll(); // 토마토의 위치 꺼내기
      for (int i = 0; i < 4; i++) { // 네 방향으로 가는 경우 확인
        int nx = tmp.x + dx[i];
        int ny = tmp.y + dy[i];
        // 토마토가 퍼질 수 있는 곳을 확인하고 퍼뜨림
        if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && board[nx][ny] == 0) {
          board[nx][ny] = 1; // 이동했다고 체크
          Q.offer(new Point(nx, ny)); // 다음 위치에 토마토를 큐에 넣어주고
          dis[nx][ny] = dis[tmp.x][tmp.y] + 1; // +1된 거리를 거리배열에 저장
        }
      }
    }
  }
}

 

3. 출력 예시

입력
6 4
0 0 -1 0 0 0
0 0 1 0 -1 0
0 0 -1 0 0 0
0 0 0 0 -1 1

출력
4

 

 

 

 

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위의 내용은 인프런에서 수강할 수 있는 김태원님의 자바 알고리즘 문제풀이 강의를 바탕으로 공부한 내용을 정리한 내용입니다!

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자바(Java) 알고리즘 문제풀이 : 코딩테스트 대비 - 인프런 | 강의