[백준24479, 24480] 깊이 우선 탐색 / Java

링크 | https://www.acmicpc.net/problem/24479

https://www.acmicpc.net/problem/24480

문제 |

오늘도 서준이는 깊이 우선 탐색(DFS) 수업 조교를 하고 있다. 아빠가 수업한 내용을 학생들이 잘 이해했는지 문제를 통해서 확인해보자.

N개의 정점과 M개의 간선으로 구성된 무방향 그래프(undirected graph)가 주어진다. 정점 번호는 1번부터 N번이고 모든 간선의 가중치는 1이다. 정점 R에서 시작하여 깊이 우선 탐색으로 노드를 방문할 경우 노드의 방문 순서를 출력하자.

깊이 우선 탐색 의사 코드는 다음과 같다. 인접 정점은 "오름차순/내림차순"으로 방문한다.

dfs(V, E, R) { # V : 정점 집합, E : 간선 집합, R : 시작 정점
    visited[R] <- YES; # 시작 정점 R을 방문 했다고 표시한다.
    for each x ∈ E(R) # E(R) : 정점 R의 인접 정점 집합.(정점 번호를 오름차순으로 방문한다)
         if (visited[x] = NO) then dfs(V, E, x);
}

입력 |

첫째 줄에 정점의 수 N (5 ≤ N ≤ 100,000), 간선의 수 M (1 ≤ M ≤ 200,000), 시작 정점 R (1 ≤ R ≤ N)이 주어진다.

다음 M개 줄에 간선 정보 u v가 주어지며 정점 u와 정점 v의 가중치 1인 양방향 간선을 나타낸다. (1 ≤ u < v ≤ N, u ≠ v) 모든 간선의 (u, v) 쌍의 값은 서로 다르다.

출력 |

첫째 줄부터 N개의 줄에 정수를 한 개씩 출력한다. i번째 줄에는 정점 i의 방문 순서를 출력한다. 시작 정점의 방문 순서는 1이다. 시작 정점에서 방문할 수 없는 경우 0을 출력한다.

예제 오름차순 |

입력

5 5 1
1 4
1 2
2 3
2 4
3 4

출력

1
2
3
4
0

예제 내림차순 |

입력

5 5 1
1 4
1 2
2 3
2 4
3 4

출력

1
4
3
2
0

Solution |

• 깊이 우선 탐색(DFS): 하나의 정점으로부터 시작하여 차례대로 모든 정점들을 한 번씩 방문하는 알고리즘.
  아직 방문하지 않은 노드 중 제일 가까운 노드로 넘어간다. 연결된 노드가 모두 방문한 적이 있거나 연결된 노드가 없다면 그전 노드로 back하여 다시 방문 가능한 노드를 찾아 같은 과정을 반복한다. 모든 노드를 방문하고자 하는 경우에 이 방법을 사용한다.
  검색 속도는 BFS보다 느리다.

• 이중 LinkedList로 각 정점을 LinkedList로 생성하고 그 정점이 연결된 정점들을 다시 LinkedList에 삽입한다. 노드연결은 다음과 같이 한다.
  e[v].add(w);
  e[w].add(v);

• 오름차순: Collections.sort(e[i]);
  내림차순: Collections.sort(e[i], Collections.reverseOrder());

cf) 정점과 간선 초기화 시 제대로 사이즈를 구현하였는지 확인한다. 가령 정점을 사이즈 N이 아닌 M으로 초기화하면 런타임에러(NullPointer) 발생

cf) 정점에 간선이 하나도 연결되어 있지 않은 경우(Null)를 고려하여 코드를 작성한다.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Collections;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.StringTokenizer;

public class DFS_1 {
	static int V, idx=0;
	static LinkedList<Integer> e[];
	static int[] order;
	static boolean[] visited;
			
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		int v, w;
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			
		StringTokenizer s = new StringTokenizer(br.readLine());
		int N = Integer.parseInt(s.nextToken()); //정점
		int M = Integer.parseInt(s.nextToken()); //간선
		int start = Integer.parseInt(s.nextToken()); //시작 정점
		
		visited = new boolean[N+1];
		order = new int[N+1];

		e = new LinkedList[N+1];
		for (int i=1; i<=N; ++i) {
			e[i]=new LinkedList();
		}
		
		for(int i = 0; i<M; i++) {
			StringTokenizer vw = new StringTokenizer(br.readLine());
			v = Integer.parseInt(vw.nextToken());
			w = Integer.parseInt(vw.nextToken());
			
			//v-w 노드 연결
			e[v].add(w);
			e[w].add(v);
		}
		
		//정렬
		for(int i = 1; i<=N; i++) {
        	//오름차순
            Collections.sort(e[i]);
            //내림차순
            //Collections.sort(e[i], Collections.reverseOrder());
		}
		
		visited[start] = true;
	    DFS(start); 
	    System.out.println(print(order));
	}
	
	static void DFS(int r) {
		order[r] = ++idx;
		if (e[r]==null) {			
			return;
		}else {			
		    Iterator<Integer> i = e[r].listIterator();
		    
		    while (i.hasNext()) {
		    	int n = i.next();
		        if (visited[n]) { continue; }
		        visited[n] = true;
		        DFS(n);
		    }
		}
	}
				
	static StringBuilder print(int[] array) {
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		for (int i = 1; i < array.length; i++) {
			sb.append(array[i]).append('\n');
		}
		return sb;
	}
}