03-4. DFS/BFS 문제풀이

📝문제1. 백준 18405번(경쟁적 전염)

- 문제

https://www.acmicpc.net/problem/18405
NxN 크기의 시험관이 있다. 시험관은 1x1 크기의 칸으로 나누어지며, 특정한 위치에는 바이러스가 존재할 수 있다. 모든 바이러스는 1번부터 K번까지의 바이러스 종류 중 하나에 속한다.

시험관에 존재하는 모든 바이러스는 1초마다 상, 하, 좌, 우의 방향으로 증식해 나간다. 단, 매 초마다 번호가 낮은 종류의 바이러스부터 먼저 증식한다. 또한 증식 과정에서 특정한 칸에 이미 어떠한 바이러스가 존재한다면, 그 곳에는 다른 바이러스가 들어갈 수 없다.

시험관의 크기와 바이러스의 위치 정보가 주어졌을 때, S초가 지난 후에 (X,Y)에 존재하는 바이러스의 종류를 출력하는 프로그램을 작성하시오. 만약 S초가 지난 후에 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는다면, 0을 출력한다. 이 때 X와 Y는 각각 행과 열의 위치를 의미하며, 시험관의 가장 왼쪽 위에 해당하는 곳은 (1,1)에 해당한다.

예를 들어 다음과 같이 3x3 크기의 시험관이 있다고 하자. 서로 다른 1번, 2번, 3번 바이러스가 각각 (1,1), (1,3), (3,1)에 위치해 있다. 이 때 2초가 지난 뒤에 (3,2)에 존재하는 바이러스의 종류를 계산해보자.

입력
첫째 줄에 자연수 N, K가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. (1 ≤ N ≤ 200, 1 ≤ K ≤ 1,000) 둘째 줄부터 N개의 줄에 걸쳐서 시험관의 정보가 주어진다. 각 행은 N개의 원소로 구성되며, 해당 위치에 존재하는 바이러스의 번호가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. 단, 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는 경우 0이 주어진다. 또한 모든 바이러스의 번호는 K이하의 자연수로만 주어진다. N+2번째 줄에는 S, X, Y가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. (0 ≤ S ≤ 10,000, 1 ≤ X, Y ≤ N)

출력
S초 뒤에 (X,Y)에 존재하는 바이러스의 종류를 출력한다. 만약 S초 뒤에 해당 위치에 바이러스가 존재하지 않는다면, 0을 출력한다.

예제 입력 1
3 3
1 0 2
0 0 0
3 0 0
2 3 2
예제 출력 1
3

예제 입력 2
3 3
1 0 2
0 0 0
3 0 0
1 2 2
예제 출력 2
0

- 나의 코드💻

from collections import deque
import sys

n, k = map(int, input().split())
test = []
m = int(sys.stdin.readline())
for i in range(n):
    test.append(list(map(int, sys.stdin.readline().split())))
s, x, y = map(int, input().split())

virus = []
for i in range(n):
    for k in range(n):
        if test[i][k] != 0:
            virus.append()

dx = [-1, 0, 1, 0]  # 위 오른쪽 아래 왼쪽
dy = [0, 1, 0, -1]  # 위 오른쪽 아래 왼쪽

print(test[x-1][y-1])

- 정답 코드💻

from collections import deque

n, k = map(int, input().split())
graph = []
for i in range(n):
    graph.append(list(map(int, input().split())))
target_s, target_x, target_y = map(int, input().split())

data = []
for i in range(n):
    for j in range(n):
        if graph[i][j] != 0:
            # 바이러스의 종류(번호), 시간, x위치, y위치 삽입
            data.append((graph[i][j], 0, i, j))

# 정렬 이후에 큐로 옮기기 (낮은 번호의 바이러스가 먼저 증식하므로)
data.sort()
q = deque(data)

dx = [-1, 0, 1, 0]  # 위 오른쪽 아래 왼쪽
dy = [0, 1, 0, -1]  # 위 오른쪽 아래 왼쪽

# 너비 우선 탐색(BFS) 진행
while q:
    virus, s, x, y = q.popleft()
    # 정확히 s초가 지나거나, 큐가 빌 때까지 반복
    if s == target_s:
        break
    # 현재 노드에서 주변 4가지 위치를 확인
    for i in range(4):
        nx = x + dx[i]
        ny = y + dy[i]
        # 해당 위치로 이동할 수 있는 경우
        if 0 <= nx and nx < n and 0 <= ny and ny < n:
            # 아직 방문하지 않은 위치라면, 그 위치에 바이러스 넣기
            if graph[nx][ny] == 0:
                graph[nx][ny] = virus
                q.append((virus, s+1, nx, ny))

print(graph[target_x - 1][target_y - 1])

출처 : 이코테 책(p.535)

- 비교 분석📖

직접 손으로 그려보며 문제를 이해해봤다.
확실히 한번에 이해가지 않을 땐 손으로 직접 그려보는 방법이 좋은 것 같다. 어떻게 풀어야할지 대략적인 감이 오긴 했는데 그 구체적인 코드는 떠올리지 못했다. dfs와 bfs를 어떤 경우 구분해서 사용하는지 아직 감이 잘 오지는 않는다. 그래서 어제의 문제1과 문제2의 코드를 참고하며 생각했고, 그래도 아~~~주 기본적인 느낌은 맞았다..
낮은 번호의 바이러스를 우선적으로 증식하게 하는 방법을 떠올리지 못했는데, 바이러스의 종류와 시간, x 좌표, y좌표를 리스트에 넣은 후 오름차순으로 정렬하는 방법을 사용하면 됐었다. 그리고 이 리스트를 큐에 넣어 사용하면 된다. 뭔가 하나하나 뜯어보면 이해가 가는데 내가 작성하는 것은 아직 어렵다..

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📝문제2. 프로그래머스 60058번(괄호 변환)

- 문제

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/60058

- 나의 코드💻

우선 문제에서 '재귀적' 이라는 말이 나와서 DFS라는 것을 짐작할 수 있었다. 그러나 이것밖에 이해하지 못함..

예시를 적어가면서 그 과정을 해보려고 했는데 '빈문자열'이라는게 뭔지 이해가 잘 안갔다. 근데 블로그 풀이를 찾아보니 뭔가 아주 살짝 이해가 가는 것 같기도.. 예제 2의 입력이 ')(' 인데, 그러면 이 경우에 u는 ')('이고 v는 ''가 된다. 이때 v가 빈 문자열인 것이었다.

- 정답 코드💻

def correct(s):
    cnt = 0
    for i in s:
        if i == '(':
            cnt += 1
        else :
            cnt -= 1
            if cnt < 0 : return False
    return True


def balance(s):
    cnt = 0
    for i in s:
        if i == '(':
            cnt += 1
        else :
            cnt -= 1

    if cnt == 0:
        return True
    else:
        return False

def convert(s):
    ans = ''
    for i in s:
        if i == '(':
            ans += ')'
        else :
            ans += '('

    return ans
            

def solution(p):
    u = ''
    v = ''
    answer = ''
    
    if correct(p):
        return p

    for i in range(2, len(p)+1):
        if balance(p[:i]):
            u = p[:i]
            v = p[i:]
            break

    if correct(u):
        answer = u + solution(v)

    else :
        answer = ''
        answer += '('
        answer += solution(v)
        answer += ')'
        answer += convert(u[1:-1])

    return answer

출처 : https://dalpaeng00.tistory.com/39

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📝문제3. 백준 1260번(DFS와 BFS)

- 문제

https://www.acmicpc.net/problem/1260
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
4 5 1
1 2
1 3
1 4
2 4
3 4
예제 출력 1
1 2 4 3
1 2 3 4

예제 입력 2
5 5 3
5 4
5 2
1 2
3 4
3 1
예제 출력 2
3 1 2 5 4
3 1 4 2 5

예제 입력 3
1000 1 1000
999 1000
예제 출력 3
1000 999
1000 999

- 나의 코드💻

from collections import deque

# n : 정점의 개수, m : 간선의 개수, v : 탐색을 시작할 정점의 번호
n, m, v = map(int, input().split())
graph = [[]]
for i in range(m):
    graph.append(list(map(int, input().split())))
visited_dfs = [False] * m
visited_bfs = [False] * m


def dfs(graph, v, visited):
    # 현재 노드 방문 처리
    visited[v] = True
    print(v, end=" ")
    # 현재 노드와 연결된 다른 노드를 재귀적으로 방문
    for i in graph[v]:
        if not visited[i]:
            dfs(graph, i, visited)


def bfs(graph, start, visited):
    q = deque([start])
    # 현재 노드 방문 처리
    visited[start] = True
    #큐가 빌 때까지 반복
    while q:
        # 큐에서 하나의 원소를 뽑아서 출력
        v = q.popleft()
        print(v, end=" ")
        # 해당 원소와 연결된, 아직 방문하지 않은 원소들을 큐에 삽입
        for i in graph[v]:
            if not visited[i]:
                q.append(i)
                visited[i] = True


dfs(graph, v, visited_dfs)
print()
bfs(graph, v, visited_bfs)

- 정답 코드💻

from collections import deque

# n : 정점의 개수, m : 간선의 개수, v : 탐색을 시작할 정점의 번호
n, m, v = map(int, input().split())
graph = [[0] * (n+1) for _ in range(n+1)]
for i in range(m):
    m1, m2 = map(int, input().split())
    # 그래프 연결하기 -> 내가 놓친 부분!!
    graph[m1][m2] = graph[m2][m1] = 1
visited = [0] * (n+1)


def dfs(start):
    visited[start] = 1 # 방문한 점 1로 표시
    print(start, end=" ")

    for i in range(1, n+1):
    	# 방문하지 않았고 연결되어 있는 정점이라면 재귀
        if visited[i] == 0 and graph[start][i] == 1:
            dfs(i)


def bfs(start):
    q = deque()
    q.append(start)
    visited[start] = 0

    while q:
        v = q.popleft()
        print(v, end=" ")

        for i in range(1, n+1):
            if visited[i] == 1 and graph[v][i] == 1:
                q.append(i)
                visited[i] = 0


dfs(v)
print()
bfs(v)

여러 블로그 글을 짬뽕했다..

- 비교 분석📖

뭔가 처음 개념 배울 때의 dfs, bfs 예제를 사용하면 될 것 같아서 계속 써봤는데 답이 잘 안나왔다. 그래서 생각해보니 분명히 다른 문제인데 그 차이점을 생각하지 않고 그냥 무작정 대입을 해서 틀렸던 것이었다.
graph[m1][m2] = graph[m2][m1] = 1 -> 이 문장을 사용해 두 정점을 양방향으로 연결시켜줘야 한다.

+그런데 갑자기 bfs 함수에서 visited[start] = 0인 이유를 모르겠다. 그리고 dfs, bfs 함수에서 모두 visited[]를 사용하는데 초기화하지 않고 사용해도 되는건지 헷갈린다. 그래서 0을 넣은건가?
-> dfs에서는 방문한걸 1로, 안한걸 0으로 / bfs에서는 방문 안한걸 0으로, 방문한걸 1로 하는건가???

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