[백준] 1260번 : DFS와 BFS - 자바(Java)

Problem 🔒

문제

https://www.acmicpc.net/problem/1260

 

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.

예제 입력 1

4 5 1
1 2
1 3
1 4
2 4
3 4

예제 출력 1

1 2 4 3
1 2 3 4

예제 입력 2

5 5 3
5 4
5 2
1 2
3 4
3 1

예제 출력 2

3 1 2 5 4
3 1 4 2 5

예제 입력 3

1000 1 1000
999 1000

예제 출력 3

1000 999
1000 999

 

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Approach 1 ⭕ - 2차원 배열 활용

1. 노드 및 간선 입력
   • (N+1) * (N+1) 크기의 2차원 배열을 생성한다.
   • 간선 정보가 주어지면 노드 간 연결을 1로 설정하여 관계를 저장한다.
   • 노드 1과 노드2가 연결되어 있다면 map[1][2]=1, map[2][1]=1로 설정하여 양방향 그래프를 구성한다.
   • DFS, BFS 탐색 시 노드 방문 여부를 저장하는 (N+1) 크기의 배열을 생성한다.
2. DFS 탐색
   • 현재 노드와 인접한 노드를 탐색하면, 인접한 노드와 연결된 다른 노드를 따라 최대한 깊이 탐색하고, 더이 상 방문할 노드가 없으면 되돌아오는 것이 포인트이다.
   • 먼저, 현재 노드를 방문 처리한다.
   • 현재 노드의 인접 노드가 있는지 확인하고, 방문하지 않은 노드면 해당 노드로 재귀 호출하여 DFS 탐색을 이어간다.
3. BFS 탐색
   • 현재 노드와 인접한 모든 노드를 먼저 탐색한 후에 큐에 추가하고, 다음 단계에서 이 인접 노드를 꺼내 다시 탐색하는 것이 포인트이다.
   • 큐에서 노드를 꺼내 인접 노드가 있는지 확인하고, 방문하지 않은 노드이면 큐에 추가하여 탐색을 이어간다.

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Approach 2 ⭕ - ArrayList 활용

2차원 배열을 활용한 것과 차이나는 부분만 작성하였습니다.

1. 노드 및 간선 입력
   • 2차원 배열 대신 ArrayList<ArrayList<Integer>> 형태로 노드를 저장한다.
   • 각 노드별로 연결된 리스트를 갖도록 (N+1)개의 리스트를 추가한다.
   • graph.get(a).add(b) 및 graph.get(b).add(a)를 통해 노드 a와 b가 서로 연결된 리스트 형태로 저장된다.
   • 인접 노드를 오름차순으로 정렬하여 작은 노드부터 탐색하도록 한다.
2. DFS, BFS 탐색
   • DFS 탐색 후 BFS 탐색 전에 방문 배열을 다시 초기화한다.
   • 탐색 로직은 2차원 배열과 같다.

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Solution 💡

2차원 배열 활용

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

public class DFS와BFS {
    static int N,M,V,a,b;
    static int[][] map;
    static boolean[] visit;
    static StringBuilder sb = new StringBuilder();
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        N = sc.nextInt();
        M = sc.nextInt();
        V = sc.nextInt();
        map = new int[N+1][N+1];
        visit = new boolean[N+1];
        for(int i=0; i<M; i++){
            a = sc.nextInt();
            b = sc.nextInt();
            map[a][b] = 1;
            map[b][a] = 1; // 간선이 양방향
        }
        DFS(V);
        sb.append("\\n");
        for(int i=0; i<N+1; i++){visit[i]=false;}
        BFS(V);
        System.out.println(sb);
    }

    public static void DFS(int node){
        sb.append(node).append(" ");
        visit[node] = true;

        for(int i=1; i<N+1; i++){
            if(map[node][i]==1 && !visit[i]){
                DFS(i);
            }
        }
    }

    public static void BFS(int node){
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        sb.append(node).append(" ");
        visit[node] = true;
        q.add(node);

        while(!q.isEmpty()){
            int tmp = q.poll();

            for(int i=1; i<N+1; i++){
                if(map[tmp][i]==1 && !visit[i]){
                    sb.append(i).append(" ");
                    visit[i] = true;
                    q.add(i);
                }
            }
        }
    }
}

ArrayList 활용

import java.util.*;

public class DFS와BFS {
    static int N, M, V;
    static ArrayList<ArrayList<Integer>> graph = new ArrayList<>();
    static boolean[] visit;
    static StringBuilder sb = new StringBuilder();

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        N = sc.nextInt();
        M = sc.nextInt();
        V = sc.nextInt();

        for(int i = 0; i <= N; i++) {graph.add(new ArrayList<>());}

        for(int i = 0; i < M; i++) {
            int a = sc.nextInt();
            int b = sc.nextInt();
            graph.get(a).add(b);
            graph.get(b).add(a); // 양방향 그래프
        }

        for (int i = 1; i <= N; i++) {Collections.sort(graph.get(i));}
        visit = new boolean[N + 1];
        DFS(V);
        sb.append("\\n");

        // 방문 초기화
        visit = new boolean[N + 1];
        BFS(V);
        System.out.println(sb);
    }

    public static void DFS(int node) {
        sb.append(node).append(" ");
        visit[node] = true;

        for(int next : graph.get(node)) {
            if(!visit[next]) {
                DFS(next);
            }
        }
    }

    public static void BFS(int node) {
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        sb.append(node).append(" ");
        visit[node] = true;
        q.add(node);

        while(!q.isEmpty()) {
            int tmp = q.poll();
            for(int next : graph.get(tmp)) {
                if(!visit[next]) {
                    sb.append(next).append(" ");
                    visit[next] = true;
                    q.add(next);
                }
            }
        }
    }
}

2가지 방법에 대한 시간과 메모리는 크게 차이가 없었다.