[Swift] DFS 예제와 풀이 (Softeer 장애물 인식 프로그램)

[Swift] DFS 예제와 풀이 (장애물 인식 프로그램)

Softeer

예제 출처: Softeer “장애물 인식 프로그램” (또는 이코테 “음료수 얼려먹기” - 더 쉬움)

둘다 Swift는 지원하지 않습니다..ㅠ

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DFS

• 깊이 우선 탐색 = 자식 노드부터 탐색하는 방식.
• 멀리 있는 노드부터 탐색하는 알고리즘. (그래프에서 깊은 부분을 우선적으로 탐색하는 알고리즘)
• 방문 처리 : 한 번 처리한 노드를 다시 처리하지 않도록 체크하는 것.
• 스택 자료구조에 기초한다.
  • 재귀를 이용하면 간결하게 구현할 수 있다.
• O(n) 의 시간복잡도를 가진다. (n = 데이터의 개수)

❗️DFS는 스택을 이용하며 실제 구현시에는 재귀로 풀 수 있다.

문제

자율주행팀 SW 엔지니어인 당신에게 장애물과 도로를 인식할 수 있는 프로그램을 만들라는 업무가 주어졌다.

[그림 1] 지도 예시

우선 [그림 1]과 같이 정사각형 모양의 지도가 있다. 1은 장애물이 있는 곳을, 0은 도로가 있는 곳을 나타낸다.

당신은 이 지도를 가지고 연결된 장애물들의 모임인 블록을 정의하고, 불록에 번호를 붙이려 한다. 여기서 연결되었다는 것은 어떤 장애물이 좌우, 혹은 아래위로 붙어 있는 경우를 말한다. 대각선 상에 장애물이 있는 경우는 연결된 것이 아니다.

[그림 2] 블록 별 번호 부여

[그림 2]는 [그림 1]을 블록 별로 번호를 붙인 것이다.

지도를 입력하여 장애물 블록수를 출력하고, 각 블록에 속하는 장애물의 수를 오름차순으로 정렬하여 출력하는 프로그램을 작성하시오.

제약조건

N은 정사각형임으로 가로와 세로의 크기는 같으며 5 ≤ N ≤ 25

입력형식

입력 값의 첫 번째 줄에는 지도의 크기 N이 입력되고, 그 다음 N줄에는 각각 N개의 자료(0혹은 1)가 입력된다.

출력형식

첫 번째 줄에는 총 블록 수를 출력 하시오.

그리고 각 블록 내 장애물의 수를 오름차순으로 정렬하여 한 줄에 하나씩 출력하시오.

입력예제1

7
1110111
0110101
0110101
0000100
0110000
0111110
0110000

출력예제1

3
7
8
9

---

Swift는 채점이 안되기 때문에 아래와 같이 입력이 들어온다고 가정하고 풀어 보았습니다.

q409(n: 7, graph: [
    [1,1,1,0,1,1,1],
    [0,1,1,0,1,0,1],
    [0,1,1,0,1,0,1],
    [0,0,0,0,1,0,0],
    [0,1,1,0,0,0,0],
    [0,1,1,1,1,1,0],
    [0,1,1,0,0,0,0]
])

func q409(n: Int, graph: [[Int]]) { // 장애물 인식 프로그램
    var graph = graph
    var bumps: [Int] = []
    var bumpLength = 0

    func dfs(x: Int, y: Int) -> Bool {

        // x좌표와 y좌표가 주어진 범위를 넘어가면 즉시 종료
        if x >= n || y >= n || x < 0 || y < 0 {
            return false
        }
        if graph[x][y] == 1 { // 세야 하는 대상 (장애물 = 1)
            graph[x][y] = 0 // 방문한 대상은 0으로 바꿔줌
            bumpLength += 1

            // 해당 노드의 상하좌우 노드에 대해서도 모두 재귀호출
            dfs(x: x - 1, y: y) 
            dfs(x: x + 1, y: y)
            dfs(x: x, y: y - 1)
            dfs(x: x, y: y + 1)
            return true
        }
        return false
    }

    // 주어진 범위의 모든 좌표 확인 시작
    for x in (0..<n) {
        for y in (0..<n) {
            // 현재 위치에서 DFS 수행
            if dfs(x: x, y: y) == true {
                bumps.append(bumpLength)
                bumpLength = 0
            }
        }
    }

    print(bumps.count)
    bumps.sorted().forEach{ print($0) }
}

DFS의 핵심은 현재 탐색하는 좌표의 주변 (여기서는 상하좌우) 좌표를 재귀적으로 탐색한다는 것이다.

깊이 우선 탐색을 재귀로 구현한다고 이해하면 될 것 같다.