자바스크립트를 이용한 BFS, DFS 구현하기(javascript)

비선형 구조 데이터 탐색 방법
BFS(Breadth First Search), DFS(Depth First Search)

데이터는 선형 구조(배열, 연결리스트, 스택, 큐) 또는 비선형 구조(트리, 그래프)로 이루어져 있으며, 순차적으로 나열된 선형 구조에 비해 비선형 구조의 데이터는 탐색이 어렵습니다.

하지만 비선형 구조의 대표적인 탐색 방법인 BFS, DFS를 사용하면 깔끔하게 탐색이 가능합니다.

두 방법 모두 무차별 탐색(Brute Force Search, 모든 데이터를 하나씩 탐색) 방법을 사용합니다.

1.DFS(Depth First Search)

DFS는 깊이 우선 탐색 방법으로 트리 구조의 데이터에서 노드마다 가장 깊이까지 탐색한 뒤 다음 노드로 이동하는 방법입니다.

위와 같은 트리 구조의 데이터가 있을 때, DFS는 한번 선택한 길은 끝까지 가본 뒤 다음 길을 탐색하는 방식과 같습니다.

그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

검색 속도는 BFS에 비해서 느리지만 조금 더 간단합니다.

경로의 특징이 필요한 문제를 풀 때 DFS를 사용합니다.

const graph = {
  A: ["B", "C"],
  B: ["A", "D"],
  C: ["A", "E"],
  D: ["B", "F"],
  E: ["C","G"],
  F: ["D","H","I"],
  G: ["E","J","K"],
  H: ["F","L"],
  I: ["F", "M"],
  J: ["G","N"],
  K: ["G","O"],
  L: ["H"],
  M: ["I","P"],
  N: ["J"],
  O: ["K"],
  P: ["M"]
};

const bfs = (graph, start) => {

    const checked = [];    // 탐색 완료 데이터
    const willCheck = [];  // 탐색 예정 데이터
    
    willCheck.push(start);
    
    while(willCheck.length!==0){
      const node = willCheck.pop();  // 스택(Last In First Out)
      if(!checked.includes(node)){
       	 checked.push(node);
         //reverse() 제거 시 그림의 4,3,2,1 순서로 탐색     
      	 willCheck.push(...graph[node].reverse());  
        
      }
   }
	return checked;
}

console.log(bfs(graph, "A"));
// ['A', 'B', 'D', 'F', 'H', 'L', 'I', 'M', 'P', 'C', 'E', 'G', 'J', 'N', 'K', 'O']

2. BFS(Breadth First Search)

BFS는 너비 우선 탐색 방법으로 트리 구조 데이터에서 노드의 인접 데이터를 모두 탐색한 뒤 다음 데이터로 이동하는 방법입니다.

그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

탐색 속도는 DFS보다 빠르며 최단 거리를 구하는 문제에서 사용할 수 있습니다.

const graph = {
  A: ["B", "C"],
  B: ["A", "D"],
  C: ["A", "E"],
  D: ["B", "F"],
  E: ["C","G"],
  F: ["D","H","I"],
  G: ["E","J","K"],
  H: ["F","L"],
  I: ["F", "M"],
  J: ["G","N"],
  K: ["G","O"],
  L: ["H"],
  M: ["I","P"],
  N: ["J"],
  O: ["K"],
  P: ["M"]
};

const bfs = (graph, start) => {

    const checked = [];
    const willCheck = [];
    
    willCheck.push(start);
    
    while(willCheck.length!==0){
      const node = willCheck.shift(); // 큐(First In First Out)
      if(!checked.includes(node)){
       	 checked.push(node);
      	 willCheck.push(...graph[node]);       
      }
   }
	return checked;
}

console.log(bfs(graph, "A"));
// ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P']