📚 스택

먼저 들어 온 데이터가 나중에 나가는 형식(선입후출 FILO)의 자료구조
입구와 출구가 동인한 형태로 스택을 시각화할 수 있습니다.

stl stack 이용

• push(element) : top에 원소를 추가
• pop() : top에 있는 원소를 삭제
• top() : top에 있는 원소를 반환(끝)
• empty() : 스택이 비어있으면 true 아니면 false
• size() : 스택 사이즈를 반환

#include <stack>
#include <iostream>

using namespace std;

stack<int> s;

int main()
{
	s.push(5);
    s.push(2);
    s.push(3);
    s.push(7);
    s.pop();
    s.push(1);
    s.push(4);
    s.pop();

    while (!s.empty()){
        cout << s.top() << ' ';
        s.pop();
    }
}

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📚 큐

먼저 들어 온 데이터가 먼저 나가는 형식(선입선출 FIFO)의 자료구조
큐는 입구와 출구가 모두 뚫려 있는 터널과 같은 형태

stl queue 이용

• push(element) : 큐에 원소를 추가(뒤)
• pop() : 큐에 있는 원소를 삭(앞)
• front() : 큐 제일 앞에 있는 원소를 반환
• back() : 큐 제일 뒤에 있는 원소를 반환
• empty() : 큐가 비어있으면 true 아니면 false
• size() : 큐 사이즈를 반환

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

queue<int> q;

int main(){
    q.push(5);
    q.push(2);
    q.push(3);
    q.push(7);
    q.pop();
    q.push(1);
    q.push(4);
    q.pop();

    while (!q.empty())
    {
        cout << q.front() << ' ';
        q.pop();
    }
}

---

📚 재귀 함수

재귀 함수란 자기 자신을 다시 호출하는 함수를 의미합니다.
반드시 종료 조건을 명시해야한다
컴퓨터가 함수를 연속적으로 호출하면 컴퓨터 메모리 내부의 스택 프레임에 쌓인다

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📚 DFS

깊이 우선 탑색이라고도 부르며 그래프에서 깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘
스택 자료구조(혹은 재귀 함수)를 이용한다

• 탐색 시작 노드를 스택에 삽입하고 방문 처리를 합니다.
• 스택의 최상단 노드에 방문하지 않은 인접한 노드가 하나라도 있으면 그 노드를 스택에 넣고 방문처리합니다. 방문하지 않은 인접 노드가 없으면 스택에서 최상단 노드를 꺼냅니다.
• 더 이상 2번의 과정을 수행할 수 없을 때까지 반복합니다

DFS 방식은 인접한 노드의 자식을 타고 끝까지 순회한 후, 다시 돌아와서 다른 형제들의 자식을 타고 내려가며 순회한다
실제 탐색 순서는
A - B - D - E - F - C - G - H - I - J

예제

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

bool visited[9];
vector<int> graph[9];

void dfs(int x)
{
	visited[x] = true;
	cout << x << " ";
	for (int i = 0; i < graph[x].size(); i++)
    {
		int y = graph[x][i];
		if (!visited[y])
        	dfs(y);
	}
}

방문한 노드는 true로 표시하고 그래프를 탐색한다

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📚 BFS

너비 우선 탐색이라고도 부러며, 그래프에서 가까운 노드부터 우선적으로 탐색하는 알고리즘입니다.
BFS는 큐 자료구조를 이용한다.

• 탐색 시작 노드를 큐에 삽입하고 방문 처리를 합니다.
• 큐에서 노드를 꺼낸 뒤에 해당 노드의 인접 노드 중에서 방문하지 않은 노드를 모두 큐에 삽입하고 방문처리합니다.
• 더 이상 2번의 과정을 수행할 수 없을 때까지 반복합니다.

BFS 방식은 한 단계식 내려가면서, 해당 노드와 같은 레벨에 있는 노드들을 먼저 순환한다.
실제 탐색 순서는
A - B - C - D - G - H - I - E - F - J

예제

#include<iostream>
#include<vector>
#include <queue>

using namespace std;

bool visited[9];
vector<int> graph[9];

void bfs(int start)
{
	queue<int> q;
	q.push(start);
	visited[start] = true;
	while (!q.empty())
    {
		int x = q.front();
		q.pop();
		cout << x << " ";
		for (int i = 0; i < graph[x].size(); i++)
        {
			int y = graph[x][i];
			if (!visited[y])
            {
				q.push(y);
				visited[y] = true;
			}
		}
	}
}

📚 예제

📕 음료수 얼려 먹기

N X N 크기의 얼음 틀이 있다. 구멍이 뚫려 있는 부분은 0, 칸막이가 존재하는 부분은 1로 표시된다. 구멍이 뚫려 있는 부분끼리 상, 하, 좌, 우로 붙어 있는 경우 서로 연결되어 있는 것으로 간주한다. 이때 얼음 틀의 모양이 주어졌을 때 생성되는 총 아이스크림의 개수를 구하는 프로그램을 작성하시오. 다음의 4 X 5 얼음 틀 예시에서는 아이스크림이 총 3개 생성된다.

솔직히 감도 못잡았다 몇십분간의 고민끝에 그냥 클론코딩을 하였다
정말 기발한거 같다 요점은

• 이동가능한 노드 상하좌우에 0값이 있다면 방문한다
• 방문한 지점에서 다시 상하좌우를 체크한다
  
  이런식으로 인접한 노드중 0이 있는곳으로 방문한뒤 카운트를 해준다

#include <iostream>

using namespace std;

int check[1001][1001];
int n, m;

bool dfs(int x, int y)
{
    if (x <= -1 || x >= n || y <= -1 || y >= m)
        return false; 
    if (check[x][y] == 0)
    {
        check[x][y] = 1;
        dfs(x - 1, y);
        dfs(x, y - 1);
        dfs(x + 1, y);
        dfs(x, y + 1);
        return true;
    }
    return false;
}

int main()
{
    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < m; j++)
            cin >> check[i][j];
    }
    int res = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < m; j++)
        {
            if (dfs(i, j))
                res += 1;
        }
    }
    cout << res << endl;
}

이거 보자말자 아일랜드 문제가 생각이 났다

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📘 미로탈출

동빈이는 N X M 크기의 직사각형 형태의 미로에 갇혀 있다. 미로에는 여러 마리의 괴물이 있어 이를 피해 탈출해야 한다. 동빈이의 위치는 (1, 1)이고 미로의 출구는 (N, M)의 위치에 존재하며 한번에 한 칸씩 이동할 수 있다. 이때 괴물이 있는 부분은 0으로, 괴물이 없는 부분은 1로 표시되어 이ㅏㅆ다. 미로는 반드시 탈출할 수 있는 형태로 제시된다. 이때 동빈이가 탈출하기 위해 움직여야 하는 최소 칸의 개수를 구하시오. 칸을 셀 때는 시작 칸과 마지막 칸을 모두 포함해서 계산한다.

문제를 보자말자 저번에 공부했던 게임개발문제가 생각났다 그래서 처음에 생각한 아이디어는 동빈이가 움직일 수 있는 방향정의를 하고 만약 그 방향으로 움직였을때 갈 수 있는곳이라면 카운트를 증가시켜주고 아니라면 그 노드를 죽여버리는 식으로 dfs를 생각을 했다

예를 들어 이러한 그래프가 있다면 첫 시작지점에서 움직일 수 있는 곳은 오른쪽과 아래 밖에 없다 근데 아래는 0이기 때문에 오른쪽으로 움직이고 카운트를 올려주면서 재귀를 돌리는 형식이다
그 다음 최단거리를 구해야 하기 때문에 우리가 원하는 지점까지 움직였을때 int 최대값을 선언하고 그거보다 작은 경우 최소값이라고 판단하고 계속 저장한다 그러면 모든 재귀가 끝났을때 최소거리가 나올것이라 생각을 하였다

근데 너무 어렵다.....

아이고

한번 구현해보려 하다가 열받아서 때려치우고 저자의 코드를 리뷰해보았다
좀더 공부를하고 내가 생각하는 방식으로 다시한번 구현해봐야겠다

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

int n, m;
int graph[201][201];

// 이동할 네 가지 방향 정의 (상, 하, 좌, 우) 
int dx[] = {-1, 1, 0, 0};
int dy[] = {0, 0, -1, 1};

int bfs(int x, int y) {
    // 큐(Queue) 구현을 위해 queue 라이브러리 사용 
    queue<pair<int, int> > q;
    q.push({x, y});
    // 큐가 빌 때까지 반복하기 
    while(!q.empty()) {
        int x = q.front().first;
        int y = q.front().second;
        q.pop();
        // 현재 위치에서 4가지 방향으로의 위치 확인
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int nx = x + dx[i];
            int ny = y + dy[i];
            // 미로 찾기 공간을 벗어난 경우 무시
            if (nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m) continue;
            // 벽인 경우 무시
            if (graph[nx][ny] == 0) continue;
            // 해당 노드를 처음 방문하는 경우에만 최단 거리 기록
            if (graph[nx][ny] == 1) {
                graph[nx][ny] = graph[x][y] + 1;
                q.push({nx, ny});
            } 
        } 
    }
    // 가장 오른쪽 아래까지의 최단 거리 반환
    return graph[n - 1][m - 1];
}

int main(void) {
    // N, M을 공백을 기준으로 구분하여 입력 받기
    cin >> n >> m;
    // 2차원 리스트의 맵 정보 입력 받기
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            scanf("%1d", &graph[i][j]);
        }
    }
    // BFS를 수행한 결과 출력
    cout << bfs(0, 0) << '\n';
    return 0;
}

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➕ 2606 바이러스

신종 바이러스인 웜 바이러스는 네트워크를 통해 전파된다. 한 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸리면 그 컴퓨터와 네트워크 상에서 연결되어 있는 모든 컴퓨터는 웜 바이러스에 걸리게 된다.

예를 들어 7대의 컴퓨터가 <그림 1>과 같이 네트워크 상에서 연결되어 있다고 하자. 1번 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸리면 웜 바이러스는 2번과 5번 컴퓨터를 거쳐 3번과 6번 컴퓨터까지 전파되어 2, 3, 5, 6 네 대의 컴퓨터는 웜 바이러스에 걸리게 된다. 하지만 4번과 7번 컴퓨터는 1번 컴퓨터와 네트워크상에서 연결되어 있지 않기 때문에 영향을 받지 않는다.

어느 날 1번 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸렸다. 컴퓨터의 수와 네트워크 상에서 서로 연결되어 있는 정보가 주어질 때, 1번 컴퓨터를 통해 웜 바이러스에 걸리게 되는 컴퓨터의 수를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

DFS를 활용하는 문제이다 dfs에 대한 내용을 여러번 읽어도 아직 활용할 정도까지 실력이 오른거 같지가 않다 몇개의 문제를 더 풀어봐야할거 같다

dfs를 사용할때는 이미 방문한 노드를 체크하는 배열과 입력받은 배열 두가지를 전역변수로 선언해주었다

혼자생각할때는 두개를 어떤식으로 연결해야할지 아이디어가 떠오르지 않았는데 다른 블로그를 참고해보니 양방향 그래프로 이어주면 풀수있다

#include <iostream>

using namespace std;

int com[101][101];
int check[101];
int res = 0;
int n, m;

void dfs(int k)
{
    check[k] = 1;
    res++;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (com[k][i] && !check[i])
            dfs(i);
    }
}

int main()
{
    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        int x, y;
        cin >> x >> y;
        com[x][y] = 1;
        com[y][x] = 1;
    }
    dfs(1);
    cout << res - 1 << endl;
    return 0;
}