BFS & DFS

10 Nov 2021

algorithm

basic

탐색: 많은 양의 데이터 중에서 원하는 데이터를 찾는 과정
스택: 선입후출
큐: 선입선출
재귀함수: 자기 자신을 호출하는 함수

DFS(깊이 우선 탐색)

그래프에서 깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘이다.

주로 재귀함수로 구현한다.

그래프는 크게 2가지 방식으로 표현한다.

인접 행렬: 2차원 배열로 그래프의 연결 관계를 표현하는 방식
인접 리스트: 리스트로 그래프의 연결 관계를 표현하는 방식

DFS는 특정한 경로로 탐색하다가 특정한 상황에서 최대한 깊숙이 들어가서 노드를 방문한 후,

다시 돌아가 다른 경로로 탐색하는 알고리즘이다.

DFS는 스택 자료구조를 이용하며 구체적인 동작은 다음과 같다.

탐색 시작 노드를 스택에 삽입하고 방문 처리를 한다. 
스택의 최상단 노드에 방문하지 않은 인접 노드가 없으면 스택에서 최상단 노드를 꺼낸다. 
2번의 과정을 더 이상 수행할 수 없을 때까지 반복한다. 

BFS(너비 우선 탐색)

가까운 노드부터 탐색하는 알고리즘이다.

인접한 노드를 반복적으로 큐에 넣어 먼저 들어온 것이 먼저 나가는 선입선출 구조를 이용해

가까운 노드부터 탐색을 진행하는 방식이다.

정확한 동작 방식은 다음과 같다.

탐색 시작 노드를 큐에 삽입하고 방문 처리를 한다. 
큐에서 노드를 꺼내 해당 노드의 인접 노드 중에서 방문하지 않은 노드를 모두 큐에 삽입하고 방문 처리를 한다. 
2번 과정을 더 이상 수행할 수 없을 때까지 반복한다. 

DFS 예제

백준 2667번 단지번호붙이기

private static void dfs(int x, int y) {
    visited[x][y] = true;
    aparts[apartNum]++;

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nx = x + dx[i];
        int ny = y + dy[i];

        if (invalid(nx, ny)) {
            if (map[nx][ny] == 1 && !visited[nx][ny]) {
                dfs(nx, ny);
            }
        }
    }
}

BFS 예제

백준 2146번 다리 만들기

private static void bfs(int r, int c) {
    Queue<Point> queue = new LinkedList<Point>();
    queue.offer(new Point(r, c, 0));
    int currentLandNum = map[r][c];
    isVisited[r][c] = true;
    while (!queue.isEmpty()) {
        Point point = queue.poll();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int r2 = point.r + dr[i];
            int c2 = point.c + dc[i];
            if ((r2 >= 0 && r2 < N && c2 >= 0 && c2 < N) 
            && !isVisited[r2][c2] && map[r2][c2] != currentLandNum) { 
                isVisited[r2][c2] = true;
                if (map[r2][c2] == 0) { 
                    queue.offer(new Point(r2, c2, point.cnt + 1));
                } else { //다른 섬
                    answer = Math.min(answer, point.cnt);
                }
            }
        }
    }
}