DFS와 BFS
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DFS와 BFS

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

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.

예제

입력

1
2
3
4
5
6
4 5 1
1 2
1 3
1 4
2 4
3 4

출력

1
2
1 2 4 3
1 2 3 4

풀이

1
2
3
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5
6
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from collections import deque

def dfs(graph, start_node):
    visited = set()
    stack = [start_node]
    result = []

    while stack:
        node = stack.pop()
        if node not in visited:
            visited.add(node)
            result.append(node)
            stack += sorted(graph[node] - visited, reverse=True)

    return result

def bfs(graph, start_node):
    visited = set()
    queue = deque([start_node])
    result = []

    while queue:
        node = queue.popleft()
        if node not in visited:
            visited.add(node)
            result.append(node)
            queue += sorted(graph[node] - visited)

    return result

if __name__ == '__main__':
    # 입력
    N, M, V = map(int, input().split())
    graph = {i: set() for i in range(1, N+1)}

    for _ in range(M):
        a, b = map(int, input().split())
        graph[a].add(b)
        graph[b].add(a)

    # DFS와 BFS 수행
    dfs_result = dfs(graph, V)
    bfs_result = bfs(graph, V)

    # 출력
    print(*dfs_result)
    print(*bfs_result)

코드 설명

DFS (Depth First Search): 깊이 우선 탐색으로, 먼저 방문한 노드의 인접 노드를 우선적으로 방문하는 방식입니다. 스택 또는 재귀함수를 통해 구현됩니다. dfs(graph, start_node) 함수는 스택을 사용하여 구현했습니다.

DFS 동작 방식:

  1. visited: 방문한 노드들을 저장하는 집합입니다.
  2. stack: 방문해야 할 노드들을 저장하는 스택입니다. 초기에는 시작 노드만을 포함합니다.
  3. result: 탐색 순서대로 노드를 저장하는 리스트입니다.

루프 내에서:

  • 스택의 마지막 노드를 팝하여 현재 노드로 설정합니다.
  • 현재 노드가 아직 방문되지 않았다면:
    1. visited에 현재 노드를 추가합니다.
    2. result에 현재 노드를 추가합니다.
    3. 현재 노드의 인접 노드 중 방문되지 않은 노드들을 오름차순으로 정렬한 후 스택에 추가합니다. (스택이므로 역순으로 추가)

반환값: 탐색 순서대로 노드들을 포함하는 리스트 result

BFS (Breadth First Search): 너비 우선 탐색으로, 먼저 방문한 노드의 모든 인접 노드를 방문한 후, 그 다음 단계의 인접 노드를 방문하는 방식입니다. 큐를 사용하여 구현됩니다. bfs(graph, start_node) 함수가 이에 해당됩니다.

BFS 동작 방식:

  1. visited: 방문한 노드들을 저장하는 집합입니다.
  2. queue: 방문해야 할 노드들을 저장하는 큐입니다. 초기에는 시작 노드만을 포함합니다.
  3. result: 탐색 순서대로 노드를 저장하는 리스트입니다.

루프 내에서:

  • 큐의 첫 번째 노드를 팝하여 현재 노드로 설정합니다.
  • 현재 노드가 아직 방문되지 않았다면:
    1. visited에 현재 노드를 추가합니다.
    2. result에 현재 노드를 추가합니다.
    3. 현재 노드의 인접 노드 중 방문되지 않은 노드들을 오름차순으로 정렬한 후 큐에 추가합니다.

반환값: 탐색 순서대로 노드들을 포함하는 리스트 result

전체 동작 방식:

  1. dfs 함수는 깊이 우선 탐색을 수행하는 함수입니다. 스택을 사용하여 시작 노드부터 방문하지 않은 인접 노드를 방문하며 결과를 저장합니다.

  2. bfs 함수는 너비 우선 탐색을 수행하는 함수입니다. 큐를 사용하여 시작 노드부터 방문하지 않은 모든 인접 노드를 방문하며 결과를 저장합니다.

  3. 입력을 통해 그래프의 정보를 받아오고, dfsbfs 함수를 수행하여 결과를 출력합니다.

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