[Java][백준] [1260번] DFS와 BFS - 인접 행렬/리스트를 통한 2가지 구현 방법

문제 설명

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.

 

설명

가장 기본적은 DFS / BFS 이다. DFS는 깊이 우선 탐색으로 깊이를 기준으로 탐색을 하고, DFS는 너비 우선 탐색으로 너비를 기준으로 탐색한다. 자세한 설명은 따로 포스팅할 예정이다. 탐색을 위해서는 그래프에 대한 인접 행렬과 인접 리스트가 있어야 하고, 방문 여부를 판단하는 배열이 필요하다.

 

또한 DFS는 스택을 사용하고, DFS는 큐를 사용한다. 주석에 간단한 설명을 적을테니 참고하시기 바랍니다!

 

코드

1. 인접 행렬을 이용한 DFS, BFS 구현

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        
        int vertex = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int edge = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int start = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int[][] map = new int[vertex+1][vertex+1];
        boolean[] visited = new boolean[vertex+1];
        
        //인접 행렬을 만드는 것
        for(int i=0; i<edge; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int a1 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            int a2 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            
            map[a1][a2] = 1;
            map[a2][a1] = 1;
        }
        
        dfs(map, visited, start);
        System.out.println();
        //dfs를 통해 visited가 true가 되었으므로 false로 바꿔준다.
        Arrays.fill(visited, false);
        bfs(map, visited, start);
    }
    
    public static void dfs(int[][] map, boolean[] visited, int v) {
        visited[v] = true;
        System.out.print(v + " ");
        //재귀를 사용해 다음 노드를 방문하면 그곳에서 다시 dfs를 시작한다.
        //방문하는 기준은 노드가 연결되어 있으면서 그 노드를 방문하지 않았을 경우이다.
        for(int i=1; i<visited.length; i++) {
            if(map[v][i] == 1 && !visited[i]) {
                dfs(map, visited, i);
            }
        }
    }
    
    public static void bfs(int[][] map, boolean[] visited, int v) {
        //큐를 사용하여 bfs를 실행하는 번호를 입력해준다.
        Queue<Integer> q = new LinkedList<Integer>();
        q.add(v);
        visited[v] = true;
        
        while(!q.isEmpty()) {
            v = q.poll();
            System.out.print(v + " ");
            
            for(int i=1; i<=visited.length-1; i++) {
                if(map[v][i] == 1 && !visited[i]) {
                    q.add(i);
                    visited[i] = true;
                }
            }
        }
    }
}

2. 인접 리스트를 이용한 구현

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.*;
 
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        
        int vertex = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int edge = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int start = Integer.parseInt(st.nextToken());
        boolean[] visited = new boolean[vertex+1];
        
        //arraylist를 담는 배열을 만든다. 각각 arraylist에 연결된 노드의 정보가 들어간다.
        ArrayList<Integer>[] adjlist = new ArrayList[vertex+1];
        //초기화를 해서 생성을 하지 않으면 오류가 생긴다!
        for(int i=0; i<adjlist.length; i++) {
            adjlist[i] = new ArrayList<Integer>();
        }
        
        //연결리스트에 각 노드를 추가하는 과정
        for(int i=0; i<edge; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int a1 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            int a2 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            
            adjlist[a1].add(a2);
            adjlist[a2].add(a1);
        }
        
        //자식이 여러개라면 노드 번호가 작은 것 먼저 방문하므로 오름차순으로 정렬을 해줬다.
        for(int i=0; i<adjlist.length; i++) {
            Collections.sort(adjlist[i]);
        }
        
        dfs(adjlist, visited, start);
        System.out.println();
        Arrays.fill(visited, false);
        bfs(adjlist, visited, start);
    }
    
    public static void dfs(ArrayList<Integer>[] adjlist, boolean[] visited, int v) {
        visited[v] = true;
        System.out.print(v + " ");
        
        for(int e : adjlist[v]) {
            if(!visited[e]) {
                dfs(adjlist, visited, e);
            }
        }
    }
    
    public static void bfs(ArrayList<Integer>[] adjlist, boolean[] visited, int v) {
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        q.add(v);
        visited[v] = true;
        
        while(!q.isEmpty()) {
            v = q.poll();
            System.out.print(v + " ");
            
            for(int e : adjlist[v]) {
                if(!visited[e]) {
                    q.add(e);
                    visited[e] = true;
                }
            }
        }
    }
}
 

정석적인 탐색이니 무조건 외워두도록 하자! 응용이 되어도 조금씩 바뀐다지만 왜 조그만 바뀌어도 못 풀겠는지는 나도 모르겠다..