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[solved.ac] Class3++ 11724. 연결 요소의 개수(DFS)

2023-11-28
devFancy
Algorithm

문제 링크

성능 요약

  • 메모리: 113376 KB, 시간: 552 ms

구분

  • 그래프 이론, 그래프 탐색, 너비 우선 탐색, 깊이 우선 탐색

Answer Code(2023.11.28)

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.util.StringTokenizer;
import java.io.*;

class Main {
  final static int MAX = 1000 + 10;
  static boolean[][] graph;
  static boolean[] visited;
  static int N, M;
  static int answer;

  static void dfs(int idx) {
    visited[idx] = true;
    for(int i = 1; i <= N; i++) {
      if(visited[i] == false && graph[idx][i]) {
        dfs(i);
      }
    }
  }

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 0. 입력 및 초기화
    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

    StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
    N = Integer.parseInt(st.nextToken());
    M = Integer.parseInt(st.nextToken());

    // 1. graph에 연결 정보 채우기
    graph = new boolean[MAX][MAX];
    visited = new boolean[MAX];

    int u, v;
    for(int i = 0; i < M; i++) {
      st = new StringTokenizer(br.readLine());
      u = Integer.parseInt(st.nextToken());
      v = Integer.parseInt(st.nextToken());
      graph[u][v] = true;
      graph[v][u] = true;
    }

    // 2. dfs(재귀함수 호출) - visited가 모두 true일때까지 방문한다.
    for(int i = 1; i <= N; i++) {
      if(visited[i] == false) {
        dfs(i);
        answer++;
      }
    }

    // 3. 출력
    bw.write(String.valueOf(answer));

    bw.close();
    br.close();
  }
}

문제풀이

  • 아이디어: ‘연결 요소의 개수를 구하는 프로그램’에서 연결되어 있다는 것을 그래프에서 탐색하는 방법으로 풀어야 겠다 -> DFS 사용하자.

Step0. 입력 및 초기화

class Main {
    static final int MAX = 1000 + 10;
    static boolean[][] graph;
    static boolean[] visited;
    static int N, M;
    static int answer;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
      // 0. 입력 및 초기화
      BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
      BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

      StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
      N = Integer.parseInt(st.nextToken());
      M = Integer.parseInt(st.nextToken());
      ...
    }
}

  • 이전 바이러스 문제와 거의 비슷하기 때문에, 비슷한 부분들에 대한 문제풀이는 생략했다.

  • N과 M개의 범위를 볼 때, 최대 1000개라고 되어 있어서, MAX라는 변수를 선언했고, 1000 + 10개로 초기화했다.

    • static + final = “고정된 + 최종적인”의 의미로, 모든 영역에서 고정된 값으로 상수를 선언하고자 할 때 사용한다. => 불변의 값을 가진다.

    • MAX라는 상수를 graph와 visited를 만들기 위해서 사용할텐데, 넉넉하게 10개를 추가했다.

    • Tip : 문제를 풀면서 발생하는 시간 낭비와 예외 처리를 한 번에 끝낼 수 있기 때문에, 넉넉하게 10개를 추가하자.

  • 그리고 입력 부분에서 첫번째 줄에 N, M을 띄어쓰기를 기준으로 구분하기 때문에 StringTokenizer.nextToken을 이용하여 값을 저장한다.

Step1. graph에 연결 정보 채우기

class Main {
    final static int MAX = 1000 + 10;
    static boolean[][] graph;
    static boolean[] visited;
    static int N, M;
    static int answer;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
      ...
      // 1. graph에 연결 정보 채우기
      graph = new boolean[MAX][MAX];
      visited = new boolean[MAX];

      int u, v;
      for(int i = 0; i < M; i++) {
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        u = Integer.parseInt(st.nextToken());
        v = Integer.parseInt(st.nextToken());
        graph[u][v] = true;
        graph[v][u] = true;
      }
      ...
    }
}

  • 위에서 말했던 MAX라는 상수를 배열 크기로 graph와 visited를 선언한다.

  • 그런 다음, M번만큼 반복문을 돌려서 간선의 양 끝점인 u와 v가 연결된 부분은 true로 바꿔준다.

Step2. dfs(재귀함수 호출)

  • 바이러스 문제와 다른 점은, 이 문제는 모든 요소를 방문할 때까지 반복하는 문제이므로, 반복문을 선언해줘야 한다.
class Main {
    ...
    static void dfs(int idx) {
      visited[idx] = true;
      for(int i = 1; i <= N; i++) {
        if(visited[i] == false && graph[idx][i]) {
          dfs(i);
        }
      }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ...
        // 2. dfs(재귀함수 호출) - visited가 모두 true일때까지 방문한다.
        for(int i = 1; i <= N; i++) {
          if(visited[i] == false) {
            dfs(i);
            answer++;
          }
        }
        ...
    }
}

  • 1번부터 N번까지 모든 정점을 방문하기 때문에 1부터 N까지 반복하는 것이고, 한번도 방문하지 않았을 경우에만 dfs를 호출한다.

  • dfs 함수에서는 N번만큼 반복문을 돌려서, 한번도 방문하지 않은 경우 && idx 번호와 i번호가 연결된 경우에만 dfs를 호출하도록 한다.

  • 해당 예제 1번에서, 아래와 같이 입력 값을 받을 경우

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

  • 처음에는 1,2,5에서 끝나기 때문에 여기서 연결 요소의 개수가 +1 증가하고

    두번째에는 3,4,6에서 끝나기 때문에 여기서 연결 요소의 개수가 +1 증가하게 된다.

  • 그래서 dfs가 끝난 뒤에 +1 증가하므로 dfs 뒤에 answer++를 해주는 것이다.

Step3. 출력하기

class Main {
    ...
    public static void main(String[] args) throws IOException {

      // 3. 출력
      bw.write(String.valueOf(answer));

      bw.close();
      br.close();
    }
}

  • 출력하기는 연결 요소의 개수, 즉 answer 값을 출력하므로 bw.write(String.valueOf(answer));을 작성한다.

    여기서 BufferedWriter를 통해 String으로 전달해줘야 하므로 String.valueOf() 함수를 안에 넣은 것이다.

  • 그리고 BufferedReader, BufferedWriter 모두 버퍼를 잡아 놓았기 때문에 반드시 flush() 또는 close()를 호출해서 뒤처리를 해줘야한다.

    flush()는 스트림을 비우는 함수이고, close()는 스트림을 닫는 함수이다.

    만약 한번 출력후, 다른 것도 출력하고자 한다면 flush()를 사용하면 된다.

Review

  • 해당 문제는 이전 바이러스 문제와 비슷해서, 조금더 빠르게 풀 수 있었다.

  • 문제를 풀면서, 입출력에 대한 여러 함수를 배울 수 있어서 좋았다.

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