DFS   Depth First Search   깊이 우선 탐색

(2024-04-21)

깊이 우선 순회


1. 깊이 우선 탐색 방법 (Depth First Search, DFS)

  ㅇ 방법 요약
     - 갈 수 있는데까지 가보다가, 더이상 진행 못하면 거슬러 올라와서(되돌아와서),
        . 즉, 최대한 멀리 (깊숙히) 있는 노드를 우선으로 탐색하는 방식을 취함
     - 되돌아온 갈림길에서, 미방문 노드가 있으면, 또다시 갈 수 있는데까지 가서 탐색하는 방법

  ㅇ 구현 방법 : 주로, `스택 반복` 또는 `재귀 반복`으로 구현

  ㅇ 시간 복잡도 : 선형 시간
     - O(N + M) : 각 정점을 1번씩 만 방문하고, 각 간선을 1번씩 만 지나감
        . 여기서, N은 정점의 수, M은 간선의 수


2. 알고리즘 구현 例) (스택 반복 구현)

  ㅇ 구현 개요
     - 매 정점 마다, 인접 정점들 중 미방문 정점들을 스택에 추가하고,
     - 방문할 정점을 탐색할 때, 스택에서 하나씩 꺼냄

  ㅇ 구현 특징
     - 자료구조  : 후입선출(LIFO)인 `스택` 자료구조를 활용
     - 입력 : 특정 그래프(G), 시작 정점(v)
        . 여기서, G는 인접 리스트에 의한 그래프 표현으로 가정 함
     - 출력 : 방문한 정점들이 열거된, 크기가 |V|인, 배열 또는 리스트 (visited)
        . visited[i]가, true이면 이미 방문, false 이면, 미 방문

     
stackDFS(G, v)
    stack = createStack()              ①
    visited = createArray(|V|)         ②
    for (i=0; i<|V|; i++)              ③
        visited[i] = FALSE

    push(stack, v)                     ④
    while (not isEmpty(stack))         ⑤
        c = pop(stack)                 ⑥
        visited[c] = TURE              ⑦
        for i in adjacencyList(G, c)   ⑧
            if not visited[i]          ⑨
                push(stack, i)

    return visited;                    ⑩ 
ㅇ 구현 단계 - ① 스택 자료구조의 생성 (미방문 정점들로써, 빈 스택) - ② 방문 여부를 기록하게될 정점들의 배열(또는,리스트)의 생성 (빈 배열) - ③ 방문 정점 배열에 대한 초기화 (전체 미방문으로 false 설정) - ④ 시작 정점을 빈 스택에 추가 - ⑤ 미방문 정점들을 들어있는 스택이 빌 때까지 반복 - ⑥ 방문할 정점스택에서 꺼냄 - ⑦ 현재 방문 정점에 방문했음(true)을 기록 - ⑧ 인접리스트에 의한 그래프 표현(G)으로부터, 인접 정점들을 추출하고, 차례대로 탐색 - ⑨ 이들 중에 해당 정점이, . 미방문이면, 방문할 정점이므로, 미방문 스택에 이를 추가하고, ⑤ 반복 . 방문이면, 그냥 ⑤ 반복 - ⑩ 방문 여부 기록된 배열(visited)을 반환 3. 알고리즘 구현 例) (재귀 반복 구현) ㅇ 구현 특징 - 입력 : 특정 그래프(G), 시작 정점(v) . 여기서, G는 인접 리스트에 의한 그래프 표현으로 가정 함 - 외부 데이터 : 알고리즘이 접근하여, 읽고 수정 가능한 배열 (visited) . 알고리즘 동작 이전에, 정점 수 |V| 크기로, 초기화된 visited 배열을, 생성할 필요 있음 . visited[i]가, true이면 이미 방문, false 이면, 미 방문
recursiveDFS(G, v)
    visited[v] = TRUE               ①
    for i in adjacencyList(G, v)    ②
        if not visited[i]           ③
            recursiveDFS(G, i)      ④
ㅇ 구현 단계 - ① 입력(v)으로 주어진, 현재 방문 정점에 방문했음(true)을 기록 - ② 인접리스트에 의한 그래프 표현(G)으로부터, . 현재 방문 정점의 인접 정점들을 추출하고, 이들을 차례대로 탐색 - ③ 만일 해당 정점이 미방문이면, - ④ 재귀 반복(recursiveDFS)

[그래프 알고리즘]1. 그래프 알고리즘   2. 그래프 순회 (DFS,BFS)   3. 깊이 우선 탐색 (DFS)   4. 너비 우선 탐색 (BFS)   5. 위상 정렬   6. 최소 신장 트리   7. 최단 경로   8. 다익스트라 알고리즘   9. 플로이드 알고리즘  

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