백준 18352: 특정 거리의 도시 찾기 [Java] - 포포

2022. 11. 2. 02:45알고리즘/BFS 알고리즘

문제

어떤 나라에는 1번부터 N번까지의 도시와 M개의 단방향 도로가 존재한다. 모든 도로의 거리는 1이다.

이 때 특정한 도시 X로부터 출발하여 도달할 수 있는 모든 도시 중에서, 최단 거리가 정확히 K인 모든 도시들의 번호를 출력하는 프로그램을 작성하시오. 또한 출발 도시 X에서 출발 도시 X로 가는 최단 거리는 항상 0이라고 가정한다.

예를 들어 N=4, K=2, X=1일 때 다음과 같이 그래프가 구성되어 있다고 가정하자.

이 때 1번 도시에서 출발하여 도달할 수 있는 도시 중에서, 최단 거리가 2인 도시는 4번 도시 뿐이다.  2번과 3번 도시의 경우, 최단 거리가 1이기 때문에 출력하지 않는다.

입력

첫째 줄에 도시의 개수 N, 도로의 개수 M, 거리 정보 K, 출발 도시의 번호 X가 주어진다. (2 ≤ N ≤ 300,000, 1 ≤ M ≤ 1,000,000, 1 ≤ K ≤ 300,000, 1 ≤ X ≤ N) 둘째 줄부터 M개의 줄에 걸쳐서 두 개의 자연수 A, B가 공백을 기준으로 구분되어 주어진다. 이는 A번 도시에서 B번 도시로 이동하는 단방향 도로가 존재한다는 의미다. (1 ≤ A, B ≤ N) 단, A와 B는 서로 다른 자연수이다.

출력

X로부터 출발하여 도달할 수 있는 도시 중에서, 최단 거리가 K인 모든 도시의 번호를 한 줄에 하나씩 오름차순으로 출력한다.

이 때 도달할 수 있는 도시 중에서, 최단 거리가 K인 도시가 하나도 존재하지 않으면 -1을 출력한다.

 

예제 입력 1

4 4 2 1
1 2
1 3
2 3
2 4

예제 출력 1

4

처음에는 다익스트라 알고리즘으로 접근하였는데, 모든 간선의 비용이 1로 고정되어있어 bfs로도 해결이 가능할 것이라고 생각했다.

따라서 이번 문제는 다익스트라 풀이랑 bfs 풀이를 같이 첨부하였다.

둘 다 그냥 알고리즘 적용하면 돼서 따로 풀이는 적지 않았다.

1) BFS

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

public class Main {
    static int N, M, K, X;
    static boolean[] visit;
    static List<Integer>[] list;
    static int[] dist;
    static int INF = 100_000_000;
    static List<Integer> answer;
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        K = Integer.parseInt(st.nextToken());
        X = Integer.parseInt(st.nextToken());

        visit = new boolean[N + 1];
        dist = new int[N + 1];
        answer = new LinkedList<>();
        list = new ArrayList[N + 1];
        Arrays.fill(dist, INF);

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            list[i] = new ArrayList<>();
        }

        int a, b;
        for (int i = 0; i < M; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());

            a = Integer.parseInt(st.nextToken());
            b = Integer.parseInt(st.nextToken());

            list[a].add(b);
        }

        bfs(X);

        boolean flag = false;

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            if (dist[i] == K) {
                System.out.println(i);
                flag = true;
            }
        }

        if (!flag) {
            System.out.println(-1);
        }
    }

    private static void bfs(int n) {
        Queue<Integer> qu = new LinkedList<>();
        qu.offer(n);

        visit[n] = true;
        dist[n] = 0;

        while (!qu.isEmpty()) {
            int now = qu.poll();

            for (int next : list[now]) {
                if(dist[next] == INF){
                    qu.offer(next);
                    dist[next] = dist[now] + 1;
                }
            }
        }
    }
}

 

 

2) 다익스트라

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    static final int INF = 100_000_000;
    static int N, M, K, X;
    static ArrayList<Node>[] list;
    static int[] dist;
    static int count;
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        N = Integer.parseInt(st.nextToken());
        M = Integer.parseInt(st.nextToken());
        K = Integer.parseInt(st.nextToken());
        X = Integer.parseInt(st.nextToken());

        list = new ArrayList[N + 1];
        dist = new int[N + 1];

        Arrays.fill(dist, INF);

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            list[i] = new ArrayList<>();
        }

        int a, b;
        for (int i = 0; i < M; i++) {
            st = new StringTokenizer(br.readLine());

            a = Integer.parseInt(st.nextToken());
            b = Integer.parseInt(st.nextToken());

            //단방향 간선
            list[a].add(new Node(b, 1));
        }

        dijks(X);

        for (int i = 1; i <= N; i++) {
            if (dist[i] == K) {
                sb.append(i).append('\n');
            }
        }

        System.out.println(sb.length() == 0 ? -1 : sb);
    }

    private static void dijks(int start) {
        PriorityQueue<Node> qu = new PriorityQueue();
        //시작 지점
        qu.offer(new Node(start, 0));
        
        //출발지는 비용을 0으로 세팅
        dist[start] = 0;

        while (!qu.isEmpty()) {
            Node node = qu.poll();
            int cur = node.dest;
            int size = list[cur].size();
            int cost = node.cost;
            
            if (dist[cur] < cost) {
                continue;
            }
            
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Node n = list[cur].get(i);
				
                //더 낮은 비용으로 갱신
                if (dist[n.dest] > dist[cur] + n.cost) {
                    dist[n.dest] = dist[cur] + n.cost;

                    qu.offer(new Node(n.dest, dist[n.dest]));
                }
            }
        }
    }

    static class Node implements Comparable<Node>{
        int dest;
        int cost;

        public Node(int dest, int cost) {
            this.dest = dest;
            this.cost = cost;
        }

        @Override
        public int compareTo(Node n) {
            return this.cost - n.cost;
        }
    }
}

 

여담이지만 단방향 간선을 양방향으로 잘못보고 풀었다가 출력오류 오답만 와장창 떴다. 
이것저것 최적화를 시도해봤는데 당연히 어림도 없다.
얼른 자야겠다