Baekjoon1260: DFS와 BFS, 메소드 이해와 구현

DFS와 BFS

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문제

그래프를 DFS로 탐색한 결과와 BFS로 탐색한 결과를 출력하는 프로그램을 작성하시오. 단, 방문할 수 있는 정점이 여러 개인 경우에는 정점 번호가 작은 것을 먼저 방문하고, 더 이상 방문할 수 있는 점이 없는 경우 종료한다. 정점 번호는 1번부터 N번까지이다.

입력

첫째 줄에 정점의 개수 N(1 ≤ N ≤ 1,000), 간선의 개수 M(1 ≤ M ≤ 10,000), 탐색을 시작할 정점의 번호 V가 주어진다. 다음 M개의 줄에는 간선이 연결하는 두 정점의 번호가 주어진다. 어떤 두 정점 사이에 여러 개의 간선이 있을 수 있다. 입력으로 주어지는 간선은 양방향이다.

출력

첫째 줄에 DFS를 수행한 결과를, 그 다음 줄에는 BFS를 수행한 결과를 출력한다. V부터 방문된 점을 순서대로 출력하면 된다.

풀이

그래프의 종류를 따져야 합니다. 문제에 제시된 조건에 의해 무방향 그래프라는 것을 알 수 있습니다.

어떤 두 정점 사이에 여러 개의 간선이 있을 수 있다. 입력으로 주어지는 간선은 양방향이다.

 

그래프의 행렬화

두 정점 사이에 여러 개의 간선이 있을 수 있지만 경로의 수를 묻는 것은 아니므로 연결 관계만 표기하면 됩니다.

 

1) 정점의 개수 N이 주어지면 NxN 배열을 만듭니다.(편의를 위해 N+1로 사용)

→ 연결관계만 표시하면 되므로 true, false의 데이터를 저장하는 boolean 배열로 만듭니다 = boolean arr[N+1][N+1]

 

2) 간선의 개수 M이 주어지면 반복문을 M번 시행하여 행렬 안에 연결관계를 표시합니다.

→ 숫자 A B 을 입력 받는다면 arr[A][B]의 값을 true로 변경합니다.

주의: 무향 그래프이므로 arr[B][A] 또한 true로 변경합니다

 

DFS 구현

재귀나 스택을 통해 DFS를 구현합니다. 2차원 배열이 재귀호출과 잘 맞물리므로 재귀호출을 이용해 DFS를 구현했습니다.

1) 중복해서 탐색하지 않기 위해 탐색을 했다면 체크 해주어야 합니다.

boolean[] check = new boolean[N+1];

void dfs(int i){
	check[i]=true; //탐색을 시작하면 체크표시
	System.out.print(i+" ");
}

2) 현재 탐색하는 숫자(i)에 대해서 그 하위 숫자(j)와 연결되어있다면 재귀호출을 통해 방문합니다.

for(int j=1;j<=N;j++){
	if(arr[i][j]==true && check[j]==false){
	//만약 행렬에 연결관계도 존재하고 && 아직 탐색을 하지 않았다면
    	dfs(j);
	}
}

3) 위 두 논리를 합쳐 메소드를 만듭니다.

void dfs(int i){
	check[i]=true; //탐색을 시작하면 체크표시
    System.out.print(i+" "); //탐색을 완료했으므로 출력
    
	for(int j=1;j<=N;j++){
	if(arr[i][j]==true && check[j]==false){
	//만약 행렬에 연결관계도 존재하고 && 아직 탐색을 하지 않았다면
    	dfs(j);
	}
}
}

 

BFS 구현

큐를 통해 BFS를 구현합니다. 처음 탐색값을 큐에 넣고 바로 빼면서 인접한 노드를 큐 맨 왼쪽에 다시 넣어줍니다. 이 노드들을 출구로 꺼내면서 해당 노드와 인접한 노드를 입구에 새로 넣어주는 것을 반복합니다.

1) 큐를 만들어주고 처음 탐색값을 넣습니다. 중복해서 탐색하지 않기 위해 탐색을 했다면 체크 해주어야 합니다.

boolean[] check = new boolean[N+1];

void bfs(){ //처음에 큐를 만들어주기 때문에 매개변수를 사용X

	Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
	queue.offer(start); //처음값을 넣어준다음
	check[start]=true; //체크표시
	System.out.print(start+" ");
    
    //처음부: 큐 만들어주고 처음 탐색 값 넣기 & 기록
    
}

2) 큐에 기록된 값이 없을 때까지 반복합니다.

3) 현재 탐색하는 노드를 기록해줌과 동시에 삭제합니다(poll 메소드)

while(queue.isEmpty()==false){
	int now = queue.poll(); //큐 출구의 노드를 빼면서 동시에 기록
	
    for(int i=1;i<=N;i++){
    
		if(arr[now][i] == true && check[i]=false){
     //연결관계가 존재하면서 아직 탐색하지 않은 값이면
     
		queue.offer(i); //값을 입구에 넣습니다
		check[i]=true;
		System.out.print(i+" ");
		}
	}
}

 

 

코드

import java.util.*;
public class Main {
	static boolean[] check;
	static boolean[][] arr;
	static int N;
	static int V;
	
	public static void dfs(int i) {
		check[i]=true;
		System.out.print(i+" ");
		
		for(int j=1;j<=N;j++) {
			if(arr[i][j]&&!check[j]) {
				dfs(j);
			}
		}
	}
	
	public static void bfs() {
		Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
		queue.offer(V);
		check[V]=true;
		System.out.print(V+" ");
		
		while(!queue.isEmpty()) {
			int now = queue.poll(); //출구의 노드를 빼면서 동시에 저장
			
			for(int i=1;i<=N;i++) {
				if(arr[now][i]&&!check[i]) {
					queue.offer(i);
					check[i]=true;
					System.out.print(i+" ");
				}
			}
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		N = sc.nextInt();
		int M = sc.nextInt();
		V = sc.nextInt();
		arr=new boolean[N+1][N+1];
		while(M-->0) {
			int x = sc.nextInt();
			int y= sc.nextInt();
			arr[x][y]=true;
			arr[y][x]=true;
		}
		check=new boolean[N+1];
		dfs(V);
		check=new boolean[N+1];
		System.out.println();
		bfs();
}}