알고리즘 [탐색] - 너비 우선 탐색

너비 우선 탐색(BFS : Breadth-first search)는 그래프를 완전 탐색하는 방법 중 하나로, 시작 노드에서 출발해 시작 노드 기준으로 가까운 노드를 먼저 방문하면서 탐색하는 알고리즘이다.

기능	특징	시간 복잡도(노드 수 : V, 에지 수 : E)
그래프 완전 탐색 기능	FIFo 탐색 Queue 자료구조 이용	Q(V + E)

너비 우선 탐색은 선입선출 방식으로 탐색하므로 큐를 이용해 구현한다. 또한 너비 우선 탐색은 탐색 시작 노드와 가까운 노드를 우선하여 탐색하므로 목표 노드에 도착하는 경로가 여러 개일 때 최단 경로를 보장한다.

---

너비 우선 핵심 이론

1. BFS를 시작할 노드를 정한 후 사용할 자료구조 초기화하기

BFS도 DFS와 마찬가지로 방문했던 노드는 다시 방문하지 않으므로 방문한 노드를 체크하기 위한 배열이 필요하다. 그래프를 인접 리스트로 표현하는 것 역시 DFS와 동일하다.
하나 차이점이 있다면 탐색을 위해 스택이 아닌 큐를 사용한다.

위 그림은 시작 노드를 큐에 삽입하며 방문 배열을 체크한 것을 보여준다.

2. 큐에서 노드를 꺼낸 후 꺼낸 노드의 인접 노드를 다시 큐에 삽입하기

큐에서 노드를 꺼내면서 인접 노드를 큐에 삽입한다. 이때 방문 배열을 체크하여 이미 방문한 노드는 큐에 삽입하지 않는다. 또한 큐에서 꺼낸 노드는 탐색 순서에 기록한다.

위 그림의 경우 1을 꺼내며 탐색 순서에 1을 기록하고 인접 노드 3, 2를 큐에 삽입하며 방문 배열에 체크하였다.

3. 큐 자료구조에 값이 없을 때까지 반복하기

큐에 노드가 없을 때까지 앞선 과정을 반복한다. 선입 선출 방식으로 탐색하므로 탐색 순서가 DFS와 달라진다.

최종탐색 순서는 1, 2, 3, 5, 6, 4가 된다.

---

• Do it! 알고리즘 코딩테스트 자바 편