백준 온라인 저지, BFS / 2636번: 치즈 (파이썬 / 백준 골드문제)

문제

https://www.acmicpc.net/problem/2636

문제 정의

아래 <그림 1>과 같이 정사각형 칸들로 이루어진 사각형 모양의 판이 있고, 그 위에 얇은 치즈(회색으로 표시된 부분)가 놓여 있다. 판의 가장자리(<그림 1>에서 네모 칸에 X친 부분)에는 치즈가 놓여 있지 않으며 치즈에는 하나 이상의 구멍이 있을 수 있다.
이 치즈를 공기 중에 놓으면 녹게 되는데 공기와 접촉된 칸은 한 시간이 지나면 녹아 없어진다. 치즈의 구멍 속에는 공기가 없지만 구멍을 둘러싼 치즈가 녹아서 구멍이 열리면 구멍 속으로 공기가 들어가게 된다. <그림 1>의 경우, 치즈의 구멍을 둘러싼 치즈는 녹지 않고 ‘c’로 표시된 부분만 한 시간 후에 녹아 없어져서 <그림 2>와 같이 된다.

<그림 1> 원래 치즈 모양
다시 한 시간 후에는 <그림 2>에서 ‘c’로 표시된 부분이 녹아 없어져서 <그림 3>과 같이 된다.

<그림 2> 한 시간 후의 치즈 모양

<그림 3> 두 시간 후의 치즈 모양
<그림 3>은 원래 치즈의 두 시간 후 모양을 나타내고 있으며, 남은 조각들은 한 시간이 더 지나면 모두 녹아 없어진다. 그러므로 처음 치즈가 모두 녹아 없어지는 데는 세 시간이 걸린다. <그림 3>과 같이 치즈가 녹는 과정에서 여러 조각으로 나누어 질 수도 있다.
입력으로 사각형 모양의 판의 크기와 한 조각의 치즈가 판 위에 주어졌을 때, 공기 중에서 치즈가 모두 녹아 없어지는 데 걸리는 시간과 모두 녹기 한 시간 전에 남아있는 치즈조각이 놓여 있는 칸의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에는 사각형 모양 판의 세로와 가로의 길이가 양의 정수로 주어진다. 세로와 가로의 길이는 최대 100이다. 판의 각 가로줄의 모양이 윗 줄부터 차례로 둘째 줄부터 마지막 줄까지 주어진다. 치즈가 없는 칸은 0, 치즈가 있는 칸은 1로 주어지며 각 숫자 사이에는 빈칸이 하나씩 있다.

출력

첫째 줄에는 치즈가 모두 녹아서 없어지는 데 걸리는 시간을 출력하고, 둘째 줄에는 모두 녹기 한 시간 전에 남아있는 치즈조각이 놓여 있는 칸의 개수를 출력한다.

예제 입력 1

13 12
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

예제 출력 1

3
5

접근 방법

- 0. 주어진 판을 입력받는다.(board) 또한 1의 위치를 모두 저장하고(cheese) 1의 개수를 따로 저장한다.(cheese_count)
- 1. 치즈 바깥 쪽에 있는 공기와 치즈 내부에 있는 구멍에 위치한 공기를 구분하기 위해 board의 첫번째 행, 첫번째 열에 위치한 공기를 기준으로 BFS를 동작해 1과 맞닿아있지 않은 값은 -1로 바꿔준다. (바깥쪽 공기)
- 2-1. 이후 cheese를 하나씩 탐색하며 상하좌우의 위치 중 -1과 맞닿은 치즈를 따로 저장한다.(melting_cheese)
- 2-2. 또한 상하좌우에 -1과 0이 있다면 0은 BFS을 통해 -1로 값을 바꿔준다.
- 3. melting_cheese의 위치에 있는 치즈는 -1로 값을 바꾸고, melting_cheese의 개수만큼 cheese_count를 빼준다.
- 4. 2번과 3번을 cheese_count가 0이 될 때까지 반복한다.
- 5. 모든 치즈가 녹고 총 몇 번 반복했는지와 melting_cheese의 개수를 출력한다.

코드

# 접근 방법
# 0. 주어진 판을 입력받는다.(board) 또한 1의 위치를 모두 저장하고(cheese) 1의 개수를 따로 저장한다.(cheese_count)
# 1. 치즈 바깥 쪽에 있는 공기와 치즈 내부에 있는 구멍에 위치한 공기를 구분하기 위해 board의 첫번째 행, 첫번째 열에 위치한 공기를 기준으로 BFS를 동작해 1과 맞닿아있지 않은 값은 -1로 바꿔준다. (바깥쪽 공기) 
# 2-1. 이후 cheese를 하나씩 탐색하며 상하좌우의 위치 중 -1과 맞닿은 치즈를 따로 저장한다.(melting_cheese)
# 2-2. 또한 상하좌우에 -1과 0이 있다면 0은 BFS을 통해 -1로 값을 바꿔준다.
# 3. melting_cheese의 위치에 있는 치즈는 -1로 값을 바꾸고, melting_cheese의 개수만큼 cheese_count를 빼준다.
# 4. 2번과 3번을 cheese_count가 0이 될 때까지 반복한다.
# 5. 모든 치즈가 녹고 총 몇 번 반복했는지와 melting_cheese의 개수를 출력한다.

from collections import deque
import sys
input = sys.stdin.readline

# 0
row, col = map(int, input().split())
board = [list(map(int, input().split())) for _ in range(row)]
cheese = []
for r in range(row):
    for c in range(col):
        if board[r][c] == 1:
            cheese.append([r, c])

# 1
def find_air(r, c):
    if board[r][c] == -1:
        return
    air = deque([])
    air.append([r, c])
    board[r][c] = -1
        
    while air:
        r, c = air.popleft()
        for dr, dc in [[1, 0], [-1, 0], [0, 1], [0, -1]]:
            if 0<=r+dr<=row-1 and 0<=c+dc<=col-1 and board[r+dr][c+dc] == 0:
                air.append([r+dr, c+dc])
                board[r+dr][c+dc] = -1

find_air(0, 0)
time = 0
while True:
    if not len(cheese):
        break
    cheese_count = len(cheese)
    
    melting_cheese = []
    hole = []
    for r, c in cheese:
        check_air, check_hole = False, False
        for dr, dc in [[1, 0], [-1, 0], [0, 1], [0, -1]]:
            if 0<=r+dr<=row-1 and 0<=c+dc<=col-1:
                if board[r+dr][c+dc] == -1 and not check_air:
                    melting_cheese.append([r, c])
                    check_air = True
                elif board[r+dr][c+dc] == 0:
                    check_hole = True
                    h = [r+dr, c+dc]
        if check_hole and check_air:
            hole.append(h)
    
    for r, c in hole:
        find_air(r, c)
    
    for r, c in melting_cheese:
        board[r][c] = -1

    rest_cheese = []
    for r, c in cheese:
        if board[r][c] == 1:
            rest_cheese.append([r, c])
    
    cheese = rest_cheese
    time += 1

print(time)
print(cheese_count)