바이러스

문제

신종 바이러스인 웜 바이러스는 네트워크를 통해 전파된다. 한 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸리면 그 컴퓨터와 네트워크 상에서 연결되어 있는 모든 컴퓨터는 웜 바이러스에 걸리게 된다.

예를 들어 7대의 컴퓨터가 <그림 1>과 같이 네트워크 상에서 연결되어 있다고 하자. 1번 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸리면 웜 바이러스는 2번과 5번 컴퓨터를 거쳐 3번과 6번 컴퓨터까지 전파되어 2, 3, 5, 6 네 대의 컴퓨터는 웜 바이러스에 걸리게 된다. 하지만 4번과 7번 컴퓨터는 1번 컴퓨터와 네트워크상에서 연결되어 있지 않기 때문에 영향을 받지 않는다.

어느 날 1번 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸렸다. 컴퓨터의 수와 네트워크 상에서 서로 연결되어 있는 정보가 주어질 때, 1번 컴퓨터를 통해 웜 바이러스에 걸리게 되는 컴퓨터의 수를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에는 컴퓨터의 수가 주어진다. 컴퓨터의 수는 100 이하이고 각 컴퓨터에는 1번 부터 차례대로 번호가 매겨진다. 둘째 줄에는 네트워크 상에서 직접 연결되어 있는 컴퓨터 쌍의 수가 주어진다. 이어서 그 수만큼 한 줄에 한 쌍씩 네트워크 상에서 직접 연결되어 있는 컴퓨터의 번호 쌍이 주어진다.

출력

1번 컴퓨터가 웜 바이러스에 걸렸을 때, 1번 컴퓨터를 통해 웜 바이러스에 걸리게 되는 컴퓨터의 수를 첫째 줄에 출력한다.

이 문제의 경우에는 내가 아는 해결방법은 세가지가 있다.

1. DFS 깊이 우선 탐색

2. BFS 너비 우선 탐색

3. Union Find 

세가지 풀이 방법에 대해 주석과 함께 소스코드를 올려보았다.

1. DFS

import java.util.*;
import java.io.*;
class Main{
	static int n,m;
	static ArrayList<Integer>[] tree;
	static boolean[] visited;
	static int ans;
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		
		n = Integer.parseInt(br.readLine());
		m = Integer.parseInt(br.readLine());
		visited = new boolean[n+1];
		tree = new ArrayList[n+1];
		for(int i=1;i<=n;i++)
			tree[i] = new ArrayList<>();
		
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
			int a = Integer.parseInt(st.nextToken());
			int b = Integer.parseInt(st.nextToken());
			tree[a].add(b);
			tree[b].add(a);
		}
		
		dfs(1);
        //문제에서는 1 때문에 감염된 노드의 수를 물어봤으므로 감염된 전체 노드의 개수에서 1을
        //빼준다.
		System.out.println(ans-1);
	}
	public static void dfs(int now)
	{
        //방문했으면 종료
		if(visited[now]) return;
		visited[now] = true;
		ans++;
		for(int next : tree[now])
		{
        	//연결된 노드 중에 방문하지 않았으면 방문
			if(!visited[next])
			{
				dfs(next);
			}
		}
	}
}

2. BFS

import java.util.*;
import java.io.*;
class Main{
	static int n,m;
	//입력 배열
	static ArrayList<Integer>[] tree;
	static boolean[] visited;
	static int ans;
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		
		n = Integer.parseInt(br.readLine());
		m = Integer.parseInt(br.readLine());
		visited = new boolean[n+1];
		tree = new ArrayList[n+1];
		for(int i=1;i<=n;i++)
			tree[i] = new ArrayList<>();
		
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
			int a = Integer.parseInt(st.nextToken());
			int b = Integer.parseInt(st.nextToken());
			tree[a].add(b);
			tree[b].add(a);
		}
		
		bfs(1);
		System.out.println(ans);
	}
	public static void bfs(int start)
	{
		Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
		q.add(start);
		visited[start] = true;
		while(!q.isEmpty())
		{
			int now = q.poll();
			for(int next : tree[now])
			{
				if(!visited[next])
				{
					visited[next] = true;
					q.add(next);
					ans++;
				}
			}
		}
	}
}

3. Union-Find

import java.util.*;
import java.io.*;
class Main{
	static int n,m;
	static int[] parent;
	static int ans;
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		
		n = Integer.parseInt(br.readLine());
		m = Integer.parseInt(br.readLine());
		parent = new int[n+1];
		for(int i=1;i<=n;i++)
		{
			parent[i] = i;
		}
		
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
			int a = Integer.parseInt(st.nextToken());
			int b = Integer.parseInt(st.nextToken());
			union(a,b);
		}
		for(int i=1;i<=n;i++)
		{
			if(find(i) == 1)
				ans++;
		}
		System.out.print(ans-1);
	}
	
	public static int find(int x)
	{
		if(parent[x] == x) return x;
		return parent[x] = find(parent[x]);
	}
	
	public static void union(int a,int b)
	{
		a = find(a);
		b = find(b);
		if(b>a)parent[b] = a;
		else parent[a] = b;
	}
}