[C/C++] 백준 1260번 C언어

문제

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.

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 인접 또는 방문했음을 표시한다.
typedef enum { N, Y } BOOL;

// 큐의 전단과 후단
int Front, Rear;

// 인접행렬 및 정점, 큐의 할당과 해제
BOOL** InitMatrix(int);
BOOL* InitVertex(int);
int* InitQueue(int);
void Destroy(BOOL**, BOOL*, int*, int);

// 큐의 기본 동작
int Enqueue(int*, int, int);
int Dequeue(int*, int);
int IsEmpty(int*);

// 그래프 탐색 기법
void DFS(BOOL**, BOOL*, int, int);
void BFS(BOOL**, BOOL*, int*, int, int);

int main()
{
	int V1, V2;
	int Vertices, Edges, Start;

	BOOL** Matrix = NULL;
	BOOL* Vertex = NULL;
	int* Queue = NULL;

	scanf("%d %d %d", &Vertices, &Edges, &Start);

	Matrix = InitMatrix(Vertices);
	Vertex = InitVertex(Vertices);
	Queue = InitQueue(Vertices);

	for(int i=0; i<Edges; i++){
		scanf("%d %d", &V1, &V2);
		Matrix[V1-1][V2-1] = Y;
		Matrix[V2-1][V1-1] = Y;
	}

	DFS(Matrix, Vertex, Start, Vertices);
	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		Vertex[i] = N;
	}
	printf("\n");
	BFS(Matrix, Vertex, Queue, Start, Vertices);

	Destroy(Matrix, Vertex, Queue, Vertices);

	return 0;
}

void DFS(BOOL** Matrix, BOOL* Vertex, int Start, int Vertices){
	Vertex[Start-1] = Y;
	printf("%d ", Start);

	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		if(Matrix[Start-1][i] == Y && Vertex[i] == N){
			DFS(Matrix, Vertex, i+1, Vertices);
		}
	}
}

void BFS(BOOL** Matrix, BOOL* Vertex, int* Queue, int Start, int Vertices){
	int Position;

	Vertex[Start-1] = Y;
	printf("%d ", Start);

	Enqueue(Queue, Start, Vertices);

	while(!IsEmpty(Queue)){
		Position = Dequeue(Queue, Vertices);
		for(int i=0; i<Vertices; i++){
			if(Matrix[Position-1][i] == Y && Vertex[i] == N){
				printf("%d ", i+1);
				Enqueue(Queue, i+1, Vertices);
				Vertex[i] = Y;
			}
		}
	}
}

BOOL** InitMatrix(int Vertices){

	BOOL** Matrix = (BOOL**)malloc(sizeof(BOOL*) * Vertices);
	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		*(Matrix+i) = (BOOL*)malloc(sizeof(BOOL) * Vertices);
		for(int j=0; j<Vertices; j++){
			Matrix[i][j] = N;
		}
	}

	return Matrix;
}

BOOL* InitVertex(int Vertices){
	BOOL* Vertex = (BOOL*)malloc(sizeof(BOOL) * Vertices);

	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		Vertex[i] = N;
	}

	return Vertex;
}

int* InitQueue(int Vertices){
	int* Queue = (int*)malloc(sizeof(int) * Vertices);

	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		Queue[i] = N;
	}
	Front = Rear = 0;

	return Queue;
}

void Destroy(BOOL** Matrix, BOOL* Vertex, int* Queue, int Vertices){
	for(int i=0; i<Vertices; i++){
		free(Matrix[i]);
	}
	free(Vertex);
	free(Queue);
	free(Matrix);
}

int Enqueue(int* Queue, int Data, int Vertices){

	if((Rear+1)%Vertices == Front){
		return 0;
	}

	Queue[Rear] = Data;
	Rear = (Rear+1)%Vertices;
}

int Dequeue(int* Queue, int Vertices){
	int Data;

	if(Front == Rear){
		return 0;
	}

	Data = Queue[Front];
	Front = (Front+1) % Vertices;
	return Data;
}

int IsEmpty(int* Queue){
	return (Front == Rear);
}

 

 그래프 탐색 기법인 DFS(Depth First Search)와, BFS(Breadth First Search) 대한 문제이다.

관련 공부를 하면서 쉽게 이해가 되지 않아 문제를 찾아 풀어봤다.

 

 코드가 꽤나 길고 지저분한데, 사실 DFS와 BFS 함수 외엔 볼 필요도 없다.

나머지 함수는 그저 초기화나 큐의 기본 동작을 수행한다

 

풀이

 Matrix는 간선으로 이어진 정점을 표현하기 위해 사용되는 인접 행렬이며, main에서 서로 연결된 두 정점(V1,V2)을 간선 개수(Edges) 만큼 입력받고 Matrix배열의 첨자(일종의 포인터)로 이용해 연결되어 있음(Y)을 표시했다.

 

 탐색을 시작할 정점(즉, 시작 정점)은 Start 변수로 받는데, 이 변수는 배열의 첨자이자 정점의 번호를 나타낸다.

 

 DFS와 BFS 함수의 주요 연산인 "if(Matrix[Start-1][i] == Y && Vertex[i] == N)"은 인접 행렬(Matrix)을 통해 시작 정점과 인접한 정점(연결된 정점)을 확인하고, 각 정점(Vertex[i])에 연결되어 있음(Y)을 표시한다.

 

이후 표시한 정점의 번호를 출력하면 탐색한 순서대로 출력되며, 위 문제를 해결할 수 있다.