[이코테-4] DFS/BFS(2) - DFS

 

DFS (Depth First Search)

DFS는 이름 그대로 깊이 우선 탐색 방식으로, 그래프의 깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘이다.

스택 자료구조(혹은 재귀함수)를 이용하며, 구체적인 동작 과정은 다음과 같다.

 

1. 탐색 시작 노드를 스택에 삽입하고 방문 처리

2. 스택의 최상단 노드에 방문하지 않은 인접한 노드가 하나라도 있으면 그 노드를 스택에 넣고 방문처리. 방문하지 않은 인접 노드가 없으면 스택에서 최상단 노드를 꺼냄.

3. 2번 과정을 수행할 수 없을 때까지 반복

 

 

그림과 같은 그래프가 있을때, DFS 방법으로 탐색해보자.

 

1. 시작노드인 '1'을 스택에 삽입하고 방문 처리

 

 

2. 스택의 최상단 노드인 '1'에 방문하지 않은 인접노드 '2','3','8'이 존재하는데, 이 중 가장 작은 노드인 '2'를 스택에 넣고 방문 처리.

3. 스택의 최상단 노드인 '2'에 방문하지 않은 인접 노드 '7' 을 스택에 넣고 방문처리

4. 스택의 최상단 노드 '7'에 방문하지 않은 인접노드 중 더 작은 '6'을 스택에 넣고 방문 처리

5. 스택의 최상단 노드인 '6'에 방문하지 않은 인접 노드가 없으므로 스택에서 6꺼냄

6. 스택의 쵠상단 노드인 '7'에 방문하지 않은 인접 노드인 '8'스택에 넣고 방문처리

 

이런 과정을 반복하면 전체 노드의 탐색 순서(스택에 들어간 순서)는 다음과 같다.

 

 

소스코드 <Python>

# DFS 메서드 정의
def dfs(graph, v, visited):
  # 현재 노드를 방문 처리
  visited[v] = True
  print(v, end=' ')
  # 현재 노드와 연결된 다른 노드를 재귀적으로 방문
  for i in graph[v]:
    if not visited[i]:
      dfs(graph, i, visited)

# 각 노드가 연결된 정보를 표현 (2차원 리스트)
graph = [
  [], # 노드의 번호가 1번부터 시작하는 경우가 많기때문에 0번 인덱스는 비워둠
  [2, 3, 8], # 해당 노드(1번)에 인접한 노드 무엇인지 정렬하여 초기화
  [1, 7],
  [1, 4, 5],
  [3, 5],
  [3, 4],
  [7],
  [2, 6, 8],
  [1, 7]
]

# 각 노드가 방문된 정보를 표현 (1차원 리스트)
visited = [False] * 9

# 정의된 DFS 함수 호출
dfs(graph, 1, visited)

 

소스코드 <JavaScript>

// DFS 함수 정의
function dfs(graph, v, visited) {
  // 현재 노드를 방문 처리
  visited[v] = true;
  process.stdout.write(v + ' '); // 콘솔에 출력 (줄바꿈 없이)

  // 현재 노드와 연결된 다른 노드들을 재귀적으로 방문
  for (let i of graph[v]) {
    if (!visited[i]) {
      dfs(graph, i, visited);
    }
  }
}

// 그래프 정의 (1번 노드부터 시작하므로 0번 인덱스는 빈 배열)
const graph = [
  [],
  [2, 3, 8],
  [1, 7],
  [1, 4, 5],
  [3, 5],
  [3, 4],
  [7],
  [2, 6, 8],
  [1, 7]
];

// 방문 여부 배열 (노드 수 9개)
const visited = new Array(9).fill(false);

// DFS 실행
dfs(graph, 1, visited); // 시작 노드: 1