[이코테] 5장 DFS/BFS

야금야금 공부·2023년 3월 3일

BFS DFS 알고리즘 이코테

이코테

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DFS/BFS

그래프를 탐색하기 위한 대표적인 2가지 알고리즘

탐색(Search)이란? 많은 양의 데이터 중 원하는 데이터를 찾는 과정
코딩 테스트에서 매우 자주 등장하는 유형이다.
필요 자료구조 : Stack, Queue, 재귀 함수

1. DFS(깊이 우선 탐색)

깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘

Stack or 재귀 함수 사용

동작 과정

탐색 시작 노드를 스택에 넣고 방문 처리를 한다.

스택의 최상단 노드에 방문하지 않은 인접 노드가 1개라도 있으면, 그 노드를 스택에 넣고 방문 처리 한다.

방문하지 않은 인접 노드가 없으면, 스택에서 최상단 노드를 꺼낸다.

더 이상 2번 과정을 수행할 수 없을 때까지 반복한다.

예시

방문 기준 : 번호가 낮은 순서
시작 노드 : 1

구현 코드

# DFS 메서드 정의
# graph : 그래프의 연결 정보를 표현한 리스트
# v : 현재 방문한 노드
# visited : 방문 정보를 표현한 리스트

def dfs(graph, v, visited):
	# 현재 노드를 방문 처리
   	visited[v] = True
    
    # 방문한 노드를 출력
    print(v, end=' ')
    
    # 현재 노드와 연결된 다른 노드를 재귀적으로 방문
    for i in graph[v]:
    	if not visited[i]:
        	dfs(graph, i, visited)
    
    # 각 노드가 연결된 정보를 표현(2차원 리스트)
    graph = [
              [],          # 시작 노드 1
              [2, 3, 8],   # 1번 노드의 인접 노드들
              [1, 7],      # 2번 노드의 인접 노드들
              [1, 4, 5],
              [3, 5],
              [3, 4],
              [7],
              [2, 6, 8],
              [1, 7]       # 8번 노드의 인접 노드들
   			]

# 각 노드가 방문된 정보를 표현(1차원 리스트)
visited = [False] * 9   # 처음엔 모드 False로 초기화
						# 인덱스 0을 사용하지 않기 위해 하나 더 큰 공간을 생성

# 정의된 DFS 함수 호출
dfs(graph, 1, visited)

2. BFS(너비 우선 탐색)

가까운 노드부터 탐색하는 알고리즘

Queue 사용

동작 과정

탐색 시작 노드를 Queue에 넣고 방문 처리 한다.

Queue에서 노드를 꺼낸 뒤, 해당 노드의 인접 노드 중 방문하지 않은 노드를 모두 Queue에 넣고 방문 처리 한다.

더 이상 2번의 과정을 수행할 수 없을 때까지 반복한다.

예시

방문 기준 : 번호가 낮은 인접 노드부터
시작 노드 : 1

거리가 가까운 순으로 방문 -> 최단 거리 문제에 적용 가능하다.

구현 코드

from collections import deque

# BFS 메서드 정의
def bfs(graph, start, visited):
	# 큐 구현을 위해 deque 사용
    queue = deque([start])
    
    # 현재 노드를 방문 처리
    visited[start] = True
    
    # 큐가 빌때까지 반복
    while queue:
    	
        # 큐에서 하나의 원소를 뽑아 출력
        v = queue.popleft()
        print(v, end=' ')
        
        # 아직 방문하지 않은 인접 노드를 큐에 모두 삽입
        for i in graph[v]:
        	if not visited[i]:
            	queue.append(i)
                visited[i] = True
 
# 각 노드가 연결된 정보(2차원 리스트)
graph = [
    		[],          # 시작 노드 1
            [2, 3, 8],   # 1번 노드의 인접 노드들
            [1, 7],      # 2번 노드의 인접 노드들
            [1, 4, 5],
            [3, 5],
            [3, 4],
            [7],
            [2, 6, 8],
            [1, 7]       # 8번 노드의 인접 노드들
   		]

# 각 노드가 방문된 정보를 표현(1차원 리스트)
visited = [False] * 9

# 정의된 BFS 함수 호출
bfs(graph, 1, visited)