BOJ 2263 트리의 순회(풀이, C++)

BOJ 2263 트리의 순회(풀이, C++)

Category
Published
January 17, 2023
Last updated
Last updated October 25, 2024
2263번 트리의 순회 문제는 이진 트리의 순회에 관한 문제로, 이진 트리의 중위 순회(In-order traversal)와 후위 순회(Post-order traversal)를 받아 전위 순회(Pre-order traversal)를 출력하는 문제입니다.

풀이

notion image
예시 이진 트리
이해를 돕기 위해 위의 이진 트리를 보겠습니다. 해당 트리의 순회 순서는 다음과 같습니다.
중위 순회: 8 -> 4 -> 2 -> 9 -> 5 -> 10 -> 1 -> 11 -> 6 -> 3 -> 12 -> 7
후위 순회: 8 -> 4 -> 9 -> 10 -> 5 -> 2 -> 11 -> 6 -> 12 -> 7 -> 3 -> 1
전위 순회: 1 -> 2 -> 4 -> 8 -> 5 -> 9 -> 10 -> 3 -> 6 -> 11 -> 7 -> 12
우선 저희가 구해야 할 것은 전위 순회입니다. 전위 순회는 먼저 부모 노드를 먼저 탐색하고 자식 노드를 순회하기에 재귀적으로 만들기 쉽습니다. 이때 후위 순회는 그 특성상 마지막에 부모 노드가 오게 되어있습니다. 이를 이용한다면 전위 순회를 찾아낼 수 있을 것 같습니다.
notion image
다음과 같은 방식으로 후위 순회의 마지막이 1인 것을 이용해 첫 부모 노드가 1인 것을 알 수 있습니다. 그리고 중위 순회의 특성상 중위 순회는 왼쪽 자식노드 -> 부모 노드 -> 오른쪽 자식 노드를 탐색하기에 중위 순회에서 부모 노드의 위치를 찾아낸다면 그 왼쪽에 있는 노드들은 왼쪽 자식 노드에 속하고 오른쪽에 있는 노드들은 오른쪽 자식 노드에 속함을 알 수 있습니다.
그렇다면 이 왼쪽, 오른쪽 자식 노드들을 후위 순회에서 찾아, 후위 순회에서 가장 오른쪽이 부모 노드임을 이용한다면, 다시 부모 노드를 찾아낼 수 있을 것입니다.
자 여기까지 찾아냈다면 알고리즘은 간단합니다. 이를 재귀적으로 이용하여 풀어낼 수 있을 것 같습니다.
1. 후위 순회의 가장 오른쪽에 부모 노드가 위치함을 이용해 부모 노드를 찾는다.
2. 찾아낸 부모 노드를 중위 순회에서 탐색 -> 찾은 부모 노드 왼쪽에 위치한 노드(왼쪽 자식 노드)들을 탐색 -> 찾은 부모 노드 오른쪽에 위치한 노드(오른쪽 자식 노드)들을 탐색, 과정을 거친다면 전위 순회 찾을 수 있을 것입니다.
그렇다면 이 과정을 거치면 실제로 어떻게 진행되는지 보겠습니다.
notion image
후위 순회 오른쪽에서 1을 찾고, 중위 순회에서 1의 위치를 찾아 왼쪽 값들을 다시 탐색해 나갑니다.
notion image
좌측 값들 중에서 다시 부모 노드를 찾아내어 진행합니다.
notion image
notion image
이제 더 이상 쪼개지지 않는 부분까지 온 것 같습니다. 이를 기저사례로 하여도 문제가 없을 것입니다.
여기서 마지막 8을 출력한 후 8을 부모 노드로 하는 자식 노드는 없기에 조건을 달아 return을 시작해 주면 될 것입니다.
조건 1. 만약 범위의 시작 위치와 마지막 위치가 같다면 더 이상 탐색을 중단하고 return 한다.
하지만 이렇게만 조건을 단다면 문제가 생길 수 있습니다. 이는 다음 과정에서 볼 수 있습니다. 4를 기준으로 왼쪽 노드 탐색을 통하여 8은 찾아내었지만 오른쪽 노드는 범위가 존재하지 않습니다.
notion image
이를 방지하기 위해서는 자식 노드를 탐색할 때 범위가 0이라면 아예 탐색을 하지 않는 방식으로도 구현할 수 있고, 아니면 탐색을 실시하지만 범위가 0이라면 출력하지 않고 바로 return을 시도하는 방식으로도 구현이 가능합니다.
조건 2. 만약 범위가 0이라면 출력 없이 바로 return 한다.
위의 알고리즘을 적용시킨 것이 아래 코드입니다.

C++ 코드

#include <iostream>using namespace std; int n; int inOrder[100001]; int postOrder[100001]; void traversal(int inStart, int inEnd, int postStart, int postEnd) { int root = postOrder[postEnd]; // 부모 노드의 값 찾기 if (inStart > inEnd) // 조건 2. 범위가 0이여서 inStart가 더 커질시 출력 없이 return return; cout << root << " "; // 부모 노드의 값 출력 if (inStart == inEnd) // 조건 1. 만약 범위가 1이라면 출력후 바로 return return; int locate = -1; for (int i = inStart; i <= inEnd; i++) { // 중위 순회에서 부모 노드의 위치 찾기 if (inOrder[i] == root) { locate = i; break; } } int size = locate - inStart; // 왼쪽 노드들의 개수 traversal(inStart, inStart + size - 1, postStart, postStart + size - 1); // 왼쪽 노드 탐색 traversal(inStart + size + 1, inEnd, postStart + size, postEnd - 1); // 오른쪽 노드 탐색 } int main() { // Input cin >> n; for (int i = 1; i <= n; i++) cin >> inOrder[i]; for (int i = 1; i <= n; i++) cin >> postOrder[i]; traversal(1, n, 1, n);
중위 순회의 범위를 알려주는 inStart, inEnd를 전달하고, 후위 순회의 범위를 알려주는 postStart, postEnd도 전달해 주었습니다.