7569: 토마토(3차원)

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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.

https://upload.acmicpc.net/c3f3343d-c291-40a9-9fe3-59f792a8cae9/-/preview/

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.

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

풀이

2022-08-06 풀이

tuple 의 사용에 익숙해질 필요가 있다.

• 2개 자료를 사용할 때는 pair를 사용하여 묶을 수 있었지만 3개 이상의 자료를 사용할 때는 tuple을 이용하여 묶을 수 있다.
• 만들 때 make_tuple, 값을 꺼낼 때 get<>(자료명) 형태로 사용한다.
• 3차원으로 제작하다보니 인덱스 적용시킬 때 실수할 확률이 높아진다.

일정한 기준을 두고 인덱스 설정을 하도록 연습해야 한다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
 
int dist[102][102][102];
int board[102][102][102];
int dx[6] = {-1, 1, 0, 0, 0, 0};
int dy[6] = {0, 0, -1, 1, 0, 0};
int dz[6] = {0, 0, 0, 0, -1, 1};
int m, n, h;
queue<tuple<int, int, int>> q;
 
int main(){
    ios::sync_with_stdio(0);
    cin.tie(0);
    cin >> m >> n >> h;
 
    // 초기에 익은 토마토 확인
    for(int i = 0; i < h; i++){
        for(int j = 0; j < n; j++){
            for(int k = 0; k < m; k++){
                int temp;
                cin >> temp;
                board[i][j][k] = temp;
                if(board[i][j][k]== 0){
                    dist[i][j][k] = -1;
                }
                if(board[i][j][k] == 1)
                    q.push({j, k, i});
            }
        }
    }
 
// dist, board 확인용
    /*
    for(int i = 0; i < h; i++){
        for(int j = 0; j < n; j++){
            for(int k = 0; k < m; k++){
                cout << dist[i][j][k];
            }
            cout << endl;
        }
        cout << endl << endl;
    }
    for(int i = 0; i < h; i++){
        for(int j = 0; j < n; j++){
            for(int k = 0; k < m; k++){
                cout << board[i][j][k];
            }
            cout << endl;
        }
        cout << endl << endl;
    }
    */
 
// bfs
    for(int i = 0; i < h; i++){
        for(int j = 0; j < n; j++){
            for(int k = 0; k < m; k++){
                while(!q.empty()){
                    auto cur = q.front(); q.pop();
                    for(int dir = 0; dir < 6; dir++){
                        int nx = get<0>(cur) + dx[dir];
                        int ny = get<1>(cur) + dy[dir];
                        int nz = get<2>(cur) + dz[dir];
                        if(nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m || nz < 0 || nz >= h) continue;
                        if(dist[nz][nx][ny] >= 0 || board[nz][nx][ny] == -1) continue;
                        dist[nz][nx][ny] = dist[get<2>(cur)][get<0>(cur)][get<1>(cur)] + 1;
                        q.push({nx, ny, nz});
                    }
                }
            }
        }
    } 
 
    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(dist[i][j][k] == -1){
                    cout << -1;
                    return 0;
                }
                ans = max(ans, dist[i][j][k]);
            }
        }
    }
    cout << ans << endl;
}

2023-09-08 풀이

이전의 다른 풀이들을 살펴보면 배열의 인덱스를 x는 가로, y는 세로축이라 생각했을 때, 무턱대고 아래 잘못된 인덱스 표기처럼 x, y 순서로 사용했다. 하지만 이 순서는 2차원이었기에 x가 세로축, y가 가로축 역할을 하여 정상 작동한 것이지 올바르지 않은 표기이다. 때문에, 올바른 표기와 같이 인덱스를 사용해야 한다.
특히, 차원이 올라갈수록 저장하는 인덱스 표기가 중요하기 때문에 유의해서 풀이한다.

옛날 풀이에서는 tuple을 사용했는데 이번에는 구조체를 사용해 풀이해봤다. tuple로 만들 때도 마찬가지지만, 구조체를 만들 때도 x, y, z의 순서에 주의한다.

board[x][y]           // 잘못된 인덱스 표기
board[y][x]           // 의미상 올바른 표기
board[z][y][x]        // 3차원에서의 올바른 인덱스 표기

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
 
struct point{
    int z;
    int y;
    int x;
};
 
int dx[6] = {-1, 1, 0, 0, 0, 0};
int dy[6] = {0, 0, -1, 1, 0, 0};
int dz[6] = {0, 0, 0, 0, -1, 1};
int M, N, H;
int board[101][101][101];
queue<point> q;
 
int main(){
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
 
    cin >> M >> N >> H;
 
    for(int i = 0; i < H; i++){
        for(int j = 0; j < N; j++){
            for(int k = 0; k < M; k++){
                cin >> board[i][j][k];
                if(board[i][j][k] == 1){
                    q.push({i, j, k});
                }
            }
        }
    }
 
    int res = 0;
    while(!q.empty()){
        point cur = q.front(); q.pop();
        for(int dir = 0; dir < 6; dir++){
            int nx = cur.x + dx[dir];
            int ny = cur.y + dy[dir];
            int nz = cur.z + dz[dir];
            if(nx < 0 || nx >= M || ny < 0 || ny >= N || nz < 0 || nz >= H) continue;
            if(board[nz][ny][nx] >= 1 || board[nz][ny][nx] == -1) continue;
            q.push({nz, ny, nx});
            board[nz][ny][nx] = board[cur.z][cur.y][cur.x] + 1;
        }
    }
 
    for(int i = 0; i < H; i++){
        for(int j = 0; j < N; j++){
            for(int k = 0; k < M; k++){
                if(board[i][j][k] == 0){
                    cout << -1 << '\n';
                    exit(0);
                }
                if(board[i][j][k] > res){
                    res = board[i][j][k];
                }
            }
        }
    }
 
    cout << res-1 << '\n';
 
    return 0;
}