C++) DFS, BFS

DFS

· DFS는 깊이 우선 탐색이라고도 부르며 그래프에서 깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘이다.

· DFS는 스택 자료구조(혹은 재귀 함수)를 이용하며, 구체적인 동작 과정은 다음과 같다.

 

1. 탐색 시작 노드를 스택에 삽입하고 방문 처리

2. 스택의 최상단 노드를 방문하지 않은 인접한 노드가 하나라도 있으면 그 노드를 스택에 넣고 방문 처리 방문하지 않은 인접 노드가 없으면 스택에서 최상단 노드를 꺼낸다.

3. 더 이상 2번의 과정이 수행할 수 없을 때까지 반복한다.

 

코드

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

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

// DFS 함수 정의
void dfs(int x) {
    // 현재 노드를 방문 처리
    visited[x] = true;
    cout << x << ' ';
    // 현재 노드와 연결된 다른 노드를 재귀적으로 방문
    for (int i = 0; i < graph[x].size(); i++) {
        int y = graph[x][i];
        //cout << i << "번째 :" << y << endl;
        if (!visited[y]) dfs(y);
    }
}

int main(void) {
    // 노드 1에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[1].push_back(2);
    graph[1].push_back(3);
    graph[1].push_back(8);

    // 노드 2에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[2].push_back(1);
    graph[2].push_back(7);

    // 노드 3에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[3].push_back(1);
    graph[3].push_back(4);
    graph[3].push_back(5);

    // 노드 4에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[4].push_back(3);
    graph[4].push_back(5);

    // 노드 5에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[5].push_back(3);
    graph[5].push_back(4);

    // 노드 6에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[6].push_back(7);

    // 노드 7에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[7].push_back(2);
    graph[7].push_back(6);
    graph[7].push_back(8);

    // 노드 8에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[8].push_back(1);
    graph[8].push_back(7);

    // 스택에 저장된 노드 확인 
    for (int i = 1; i <= 9; i++)
    {
        for (int j = 0; j < graph[i].size(); j++)
        {
            cout<<graph[i][j];
        }
        cout << endl;

    }
    dfs(1);
}

// 방문 순서 1 2 7 6 8 3 4 5

 

BFS

· BFS는 너비 우선 탐색이라고도 부르며, 그래프에서 가까운 노드부터 우선적으로 탐색하는 알고리즘이다.

· BFS는 큐 자료구조를 이용하며, 구체적인 동작 과정은 다음과 같다.

 

1. 탐색 시작 노드를 큐에 삽입하고 방문 처리

2. 큐에서 노드를 꺼낸 뒤에 해당 노드의 인접 노드 중에서 방문하지 않은 노드를 모두 큐에 삽입하고 방문 처리

3. 더 이상 2번의 과정이 수행할 수 없을 때까지 반복한다.

 

코드

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

using namespace std;

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

// BFS 함수 정의
void bfs(int start) {
    queue<int> q;
    q.push(start);
    // 현재 노드를 방문 처리
    visited[start] = true;
    // 큐가 빌 때까지 반복
    while (!q.empty()) {
        // 큐에서 하나의 원소를 뽑아 출력
        int x = q.front();
        q.pop();
        cout << x << ' ';
        // 해당 원소와 연결된, 아직 방문하지 않은 원소들을 큐에 삽입
        for (int i = 0; i < graph[x].size(); i++) {
            int y = graph[x][i];
            if (!visited[y]) {
                q.push(y);
                visited[y] = true;
            }
        }
    }
}

int main(void) {
    // 노드 1에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[1].push_back(2);
    graph[1].push_back(3);
    graph[1].push_back(8);

    // 노드 2에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[2].push_back(1);
    graph[2].push_back(7);

    // 노드 3에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[3].push_back(1);
    graph[3].push_back(4);
    graph[3].push_back(5);

    // 노드 4에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[4].push_back(3);
    graph[4].push_back(5);

    // 노드 5에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[5].push_back(3);
    graph[5].push_back(4);

    // 노드 6에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[6].push_back(7);

    // 노드 7에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[7].push_back(2);
    graph[7].push_back(6);
    graph[7].push_back(8);

    // 노드 8에 연결된 노드 정보 저장 
    graph[8].push_back(1);
    graph[8].push_back(7);
      
    bfs(1);
}

// 방문 순서 1 -> 2 -> 3 -> 8 -> 7 -> 4 -> 5 -> 6 
// 간선이 비용이 동일한 상황에서 최단거리를 해결하기 위한 목적으로 사용됨

 

참고한 동빈 나 님 유튜브 

https://www.youtube.com/watch?v=7C9RgOcvkvo&list=PLRx0vPvlEmdAghTr5mXQxGpHjWqSz0dgC&index=3