[알고리즘] 트리의 부모 찾기(백준11725번)_실버2_dfs, bfs

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📝 문제

루트 없는 트리가 주어진다. 이때, 트리의 루트를 1이라고 정했을 때, 각 노드의 부모를 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 노드의 개수 N (2 ≤ N ≤ 100,000)이 주어진다. 둘째 줄부터 N-1개의 줄에 트리 상에서 연결된 두 정점이 주어진다.

출력

첫째 줄부터 N-1개의 줄에 각 노드의 부모 노드 번호를 2번 노드부터 순서대로 출력한다.

예제 입력 1

7
1 6
6 3
3 5
4 1
2 4
4 7

예제 출력 1

4
6
1
3
1
4

예제 입력 2

12
1 2
1 3
2 4
3 5
3 6
4 7
4 8
5 9
5 10
6 11
6 12

예제 출력 2

1
1
2
3
3
4
4
5
5
6
6

---

🔍 정답

DFS

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    static int N;
    static int[] parent;
    static boolean[] visit;
    static ArrayList<Integer>[] list;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        N = Integer.parseInt(br.readLine());

        /**
         * parent = 부모 노드를 저장하고 출력할 배열
         * visit = 방문 여부를 체크할 배열
         * list = 인접 노드들을 저장하기 위한 List로 안에는 배열이 들어간다.
         */
        parent = new int[N+1];
        visit = new boolean[N+1];
        list = new ArrayList[N+1];

        /**
         * List를 노드의 개수만큼 만들어준다.
         * 각 리스트에는 인접 노드들이 배열로 저장될 것이다.
         */
        for (int i = 0; i <= N; i++) {
            list[i] = new ArrayList<>();
        }

        /**
         * 각 리스트에 인접 노드들을 저장한다.
         * 3 5가 인접 노드라면,
         * list[3] 에는 5가 저장되고 list[5] 에는 3이 저장된다!
         */
        for (int i = 0; i < N - 1; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int a = Integer.parseInt(st.nextToken());
            int b = Integer.parseInt(st.nextToken());

            list[a].add(b);
            list[b].add(a);
        }

        dfs(1);

        /**
         * 출력하는 코드!
         */
        for (int i = 2; i <= N; i++) {
            System.out.println(parent[i]);
        }
    }

    /**
     * 현재 노드의 부모가 누구인가로 접근하기보다, 현재 노드가 누구의 부모인지로 접근을 해야 이해하기가 쉬웠다.
     * 따라서, dfs는 현재 노드가 누구의 부모인지를 탐색하는 과정이다.
     */
    public static void dfs(int node) {
        visit[node] = true;

        /**
         * 처음 1이 누구의 부모인지 확인한다.
         * list[1] = [6, 4] 이므로 처음엔 parent[6] = 1, 1은 6의 부모라는 것을 저장하고 6이 누구의 부모인지 탐색한다.(dfs(6))
         * list[6] = [1, 3] 인데 visit[1] = true 이므로 제외하고 parent[3] = 6, 6은 3의 부모라고 저장하고 3이 누구의 부모인지 탐색한다.(dfs(3))
         * list[3] = [6, 5] 인데 visit[6] = true 이므로 제외, parent[5] = 3, 3은 5의 부모라고 저장하고 5를 탐색한다.(dfs(5))
         * list[5] = [3] 인데 visit[3] = true 이고 더 들어갈 value가 없으므로 return한다.
         * list[3], [6] 모두 더이상 들어갈 value가 없으므로 return 하여 다시 list[1]로 돌아오고, parent[4] = 1 을 저장하고 4를 탐색한다.
         * (반복)
         */
        for (int value : list[node]) {
            if (!visit[value]) {
                parent[value] = node;
                dfs(value);
            }
        }
    }
}

• 예제로 주어진 트리로 예를 들어보면,
  
  
• 접근 과정
  • 1번 노드의 인접 노드는 4, 6이다.
  • 1은 루트 노드이므로 4, 6의 부모는 1이다.
    • 4와 인접한 노드는 1, 2, 7이다.
    • 이 중 이미 탐색한 1은 제외하고 2, 7의 부모는 4가 된다.
      • 2와 7은 모두 4와 인접하였지만 4는 이미 탐색했으므로 종료
    • 6과 인접한 노드는 1, 3이다.
    • 이 중 이미 탐색한 1은 제외하고 3은 6의 부모가 된다.
• 이러한 접근 과정을 거쳐서 현재 노드를 visit[] = true로 바꾸어서 탐색에서 제외하고, 입력받아서 가지고 있는 인접 노드들의 부모로 자신을 지정하는 방법으로 해결할 수 있다.

BFS

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.*;

public class Main {
    static int N;
    static int[] parent;
    static boolean[] visit;
    static ArrayList<Integer>[] list;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        N = Integer.parseInt(br.readLine());

        /**
         * parent = 부모 노드를 저장하고 출력할 배열
         * visit = 방문 여부를 체크할 배열
         * list = 인접 노드들을 저장하기 위한 List로 안에는 배열이 들어간다.
         */
        parent = new int[N+1];
        visit = new boolean[N+1];
        list = new ArrayList[N+1];

        /**
         * List를 노드의 개수만큼 만들어준다.
         * 각 리스트에는 인접 노드들이 배열로 저장될 것이다.
         */
        for (int i = 0; i <= N; i++) {
            list[i] = new ArrayList<>();
        }

        /**
         * 각 리스트에 인접 노드들을 저장한다.
         * 3 5가 인접 노드라면,
         * list[3] 에는 5가 저장되고 list[5] 에는 3이 저장된다!
         */
        for (int i = 0; i < N - 1; i++) {
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            int a = Integer.parseInt(st.nextToken());
            int b = Integer.parseInt(st.nextToken());

            list[a].add(b);
            list[b].add(a);
        }

        bfs(1);

        /**
         * 출력하는 코드!
         */
        for (int i = 2; i <= N; i++) {
            System.out.println(parent[i]);
        }
    }

    /**
     * 현재 노드의 부모가 누구인가로 접근하기보다, 현재 노드가 누구의 부모인지로 접근을 해야 이해하기가 쉬웠다.
     * 따라서, bfs는 현재 노드가 누구의 부모인지를 탐색하는 과정이다.
     */
    public static void bfs(int node) {
        Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
        q.add(1);

        /**
         * dfs와 마찬가지로 각 리스트가 가지고 있는 수들의 부모를 자신으로 지정하면서
         * 그 자식노드들을 q에 하나씩 넣으며 q가 빌 때까지 반복하는 구조이다.
         */
        while (!q.isEmpty()) {
            int num = q.poll();

            for (int value : list[num]) {
                if (!visit[value]) {
                    parent[value] = num;
                    q.add(value);
                    visit[value] = true;
                }
            }
        }
    }
}