TIL 20221109 - 133번(BFS)

hoin_lee·2022년 11월 9일
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이번 프로그래머스 프론트엔드 맞춤 지원에 신청했는데 아마 코테를 볼 것같아서 연습이 좀 필요할 것 같다.
2단계 문제를 풀었는데 벌써부터 막히고 있어서 좀 큰일인데 내가 개념 자체를 모르다보니 생겨난 일이었다.
그냥 한번 이번에 익히고 다음번에 비슷한 문제가 나오면 풀 수 있도록 해봐야지

오늘 공부

알고리즘 문제 풀기(프로그래머스)
https://github.com/hoinlee-moi/Algorithm

JS기본문법 다시 공부
https://github.com/hoinlee-moi/ModernJS

React 강의 듣기
https://github.com/hoinlee-moi/React_prac

너비 우선 탐색(BFS)

그래프 탐색이란?

  • 하나의 정점으로부터 시작해 차례대로 모든 정점들을 한 번씩 방문하는 것
  • Ex) 특정 도시에서 다른 도시로 갈 수 있는지 없는지, 전자 회로에서 특정 단자와 단자가 서로 연결되어 있는지

너비 우선 탐색이란
루트 노드(혹은 다른 임의의 노드)에서 시작해서 인접한 노드를 먼저 탐색하는 방법

  • 시작 정점으로부터 가까운 정점을 먼저 방문하고 멀리 떨어져 있는 정점을 나중에 방문하는 순회 방법이다.
  • 즉, 깊게(deep) 탐색하기 전에 넓게 (wide) 탐색하는 것
  • 사용하는 경우 : 두 노드 사이의 최단 경로 혹은 임의의 경로를 찾고 싶을 때 이 방법을 선택한다.
    • Ex) 지구상에 존재하는 모든 친구 관계를 그래프로 표현한 후 Ash와 Vanessa사이에 존재하는 경로를 찾는 경우
    • 깊이 우선 탐색의 경우 -> 모든 친구 관계를 다 살펴봐야 할지도 모른다.
    • 너비 우선 탐색의 경우 -> Ash와 가까운 관계부터 탐색
  • 너비 우선 탐색(BFS)이 깊이 우선 탐색(DFS)보다 좀 더 복잡하다.

너비 우선 탐색(BFS)의 특징

  • 직관적이지 않은 면이 있다.
    • BFS는 시작 노드에서 시작해서 거리에 따라 단계별로 탐색한다고 볼 수 있다.
  • BFS는 재귀적으로 동작하지 않는다.
  • 이 알고리즘을 구현할 때 가장 큰 차이점은, 그래프 탐색의 경우 어떤 노드를 방문했었는지 여부를 반드시 검사 해야 한다는 것이다.
    • 이를 검사하지 않을 경우 무한루프에 빠질 위험이 있다.
  • BFS는 방문한 노드들을 차례로 저장한 후 꺼낼 수 있는 자료 구조인 큐(Queue)를 사용한다.
    • 즉, 선입선출(FIFO) 원칙으로 탐색
    • 일반적으로 큐를 이용해서 반복적 형태로 구현하는 것이 가장 잘 동작한다.
  • ‘Prim’, ‘Dijkstra’ 알고리즘과 유사하다.

너비 우선 탐색(BFS)의 과정

깊이가 1인 모든 노드를 방문하고 나서 그 다음에는 깊이가 2인 모든 노드를, 그 다음에는 깊이가 3인 모든 노드를 방문하는 식으로 계속 방문하다가 더이상 방문할 곳이 없으면 탐색을 마친다.

1. a 노드(시작 노드)를 방문한다. (방문한 노드 체크)

  • 큐에 방문된 노드를 삽입(enqueue)한다.
  • 초기 상태의 큐에는 시작 노드만이 저장
    • 즉, a 노드의 이웃 노드를 모두 방문한 다음에 이웃의 이웃들을 방문한다.
  1. 큐에서 꺼낸 노드과 인접한 노드들을 모두 차례로 방문한다.
  • 큐에서 꺼낸 노드를 방문한다.
  • 큐에서 커낸 노드과 인접한 노드들을 모두 방문한다.
    • 인접한 노드가 없다면 큐의 앞에서 노드를 꺼낸다(dequeue).
  • 큐에 방문된 노드를 삽입(enqueue)한다.
  1. 큐가 소진될 때까지 계속한다.

Reference

https://gmlwjd9405.github.io/2018/08/15/algorithm-bfs.html

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