डेटा संरचना और एल्गोरिदम: क्रैम पैक

सूत्र-पत्रक, हर विषय के मुख्य विधि-चरण और 6 अभ्यास प्रश्न, पूरे हल पीछे दिए गए हैं।

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1सूत्र और विधियाँ

ग्राफ़ सिद्धांत

हैंडशेक लेमा
Σ deg(v) = 2|E|
पूर्ण ग्राफ़
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
नियमित ग्राफ़
|E| = n·k/2
वृक्ष और वन
|E| = n − 1, |E| = n − c
वृक्ष के पत्ते
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
यूलर
परिपथ: सभी घात सम; पथ: ठीक 2 घात विषम
Kn में हैमिल्टन परिपथ
(n − 1)!/2
डाइक्स्ट्रा अद्यतन
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
लंबाई L की वॉक
(Mᴸ)ij

विधि

  1. हर शीर्ष की घात लिखें; घातों का योग कोरों की संख्या का दोगुना होता है।
  2. यूलर के प्रश्नों में जाँचें कि ग्राफ़ संबद्ध है और विषम घात वाले शीर्षों को गिनें।
  3. वृक्षों के लिए n − 1 कोरों और हैंडशेक लेमा का उपयोग करें।
  4. डाइक्स्ट्रा के लिए अस्थायी दूरियों की सारणी रखें और हर चक्र में सबसे छोटी दूरी वाले अनिर्धारित शीर्ष को निर्धारित करें।
  5. न्यूनतम स्पैनिंग ट्री के लिए कोरों को भार के अनुसार क्रमबद्ध करें और चक्र बनाने वाली हर कोर छोड़ दें (क्रुस्कल), या किसी प्रारंभिक शीर्ष से एक वृक्ष बढ़ाएँ (प्रिम)।

2अभ्यास प्रश्न

1.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

Big O में, जैसे O(log n) में, लघुगणक का आधार सामान्यतः क्यों छोड़ दिया जाता है?

  1. Aआधार केवल छोटे n के लिए मायने रखता है
  2. Bकंप्यूटर विज्ञान में सभी लघुगणकों का आधार 10 होता है, इसलिए वह निहित है
  3. Cलघुगणक हमेशा पूर्णांकों में पूर्णांकित किए जाते हैं
  4. Dभिन्न आधारों वाले लघुगणक केवल एक स्थिर गुणक से भिन्न होते हैं
2.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

किसी मैक्सिमल मैचिंग के हर किनारे के दोनों सिरे लेने से एक वर्टेक्स कवर मिलता है। यह कवर कितना अच्छा है?

  1. Aइष्टतम की तुलना में अज्ञात गुणवत्ता का
  2. Bमिनिमम वर्टेक्स कवर के आकार का अधिकतम दोगुना
  3. Cन्यूनतम का अधिकतम log n गुना
  4. Dहमेशा एक मिनिमम वर्टेक्स कवर
3.डेटा संरचनाएँमध्यम

V शीर्षों और E किनारों वाले ग्राफ़ के लिए एडजेसेंसी लिस्ट कितनी मेमोरी लेती है?

  1. AO(V + E)
  2. BO(E²)
  3. CO(V × E)
  4. DO(V²)
4.डेटा संरचनाएँकठिन

union by rank या path compression के बिना, n तत्वों वाली union-find संरचना में एक find की वर्स्ट-केस लागत क्या है?

  1. AO(n)
  2. BO(α(n))
  3. CO(log n)
  4. DO(1)
5.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम
ABCDEFयूलर परिपथयूलर पथ, परिपथ नहींदोनों में से कुछ नहीं

क्या संबद्ध ग्राफ़ में यूलर परिपथ है, परिपथ न होने वाला यूलर पथ है, या दोनों में से कुछ नहीं? अपना उत्तर क्लिक करें।

|V| = 6|E| = 7
  1. 1यूलर परिपथ
  2. 2यूलर पथ, परिपथ नहीं
  3. 3दोनों में से कुछ नहीं
6.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
1018117122016ABCDE

प्रिम का एल्गोरिथ्म शीर्ष B से शुरू करके न्यूनतम स्पैनिंग ट्री बनाता है। उस कोर पर क्लिक करें जिसे वह कोर संख्या 2 के रूप में जोड़ता है।

प्रारंभ: Bk = 2
  1. 1कोर AB
  2. 2कोर AC
  3. 3कोर BC
  4. 4कोर BD
  5. 5कोर CE
  6. 6कोर DE
  7. 7कोर BE

3विलयन

1.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: D · भिन्न आधारों वाले लघुगणक केवल एक स्थिर गुणक से भिन्न होते हैं

यह उत्तर क्यों है

आधार बदलने से लघुगणक एक स्थिरांक से गुणा हो जाता है, और Big O स्थिर गुणकों को अनदेखा करता है।

उत्तर

D · भिन्न आधारों वाले लघुगणक केवल एक स्थिर गुणक से भिन्न होते हैं
2.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: B · मिनिमम वर्टेक्स कवर के आकार का अधिकतम दोगुना

यह उत्तर क्यों है

मैचिंग किनारे कोई शीर्ष साझा नहीं करते, इसलिए इष्टतम को प्रति किनारा कम से कम एक शीर्ष चाहिए, जबकि यह विधि दो लेती है: एक 2-सन्निकटन (2-approximation)।

उत्तर

B · मिनिमम वर्टेक्स कवर के आकार का अधिकतम दोगुना
3.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: A · O(V + E)

यह उत्तर क्यों है

हर शीर्ष की एक लिस्ट है और हर किनारा एक बार (डायरेक्टेड) या दो बार (अनडायरेक्टेड) आता है, जिससे O(V + E) मिलता है।

उत्तर

A · O(V + E)
4.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: A · O(n)

यह उत्तर क्यों है

सरल union ट्री को एक लंबी शृंखला में जोड़ सकते हैं, इसलिए find को n − 1 पैरेंट पॉइंटरों का अनुसरण करना पड़ सकता है; दोनों ह्यूरिस्टिक इसे लगभग स्थिर कर देते हैं।

उत्तर

A · O(n)
5.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: यूलर परिपथ

यूलर, हैमिल्टन और वृक्ष: संबद्ध ग्राफ़ में यूलर परिपथ (हर कोर एक बार, शुरुआत पर वापसी) तब होता है जब हर शीर्ष की घात सम हो, और परिपथ न होने वाला यूलर पथ तब जब ठीक दो शीर्षों की घात विषम हो; तब पथ एक विषम शीर्ष से दूसरे तक चलता है। हैमिल्टन परिपथ हर शीर्ष पर एक बार जाता है; Kn में ऐसे (n − 1)!/2 होते हैं। n शीर्षों वाले वृक्ष में n − 1 कोरें होती हैं, और m कोरों वाला संबद्ध ग्राफ़ m − n + 1 कोरें हटाने के बाद स्पैनिंग ट्री रखता है।

घात

deg(A) = 2, deg(B) = 4, deg(C) = 2, deg(D) = 2, deg(E) = 2, deg(F) = 2

विषम शीर्ष

0
यूलर परिपथ

उत्तर

यूलर परिपथ
6.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: कोर AB

सबसे छोटे पथ और स्पैनिंग ट्री: डाइक्स्ट्रा का एल्गोरिथ्म हर चक्र में एक शीर्ष निर्धारित करता है: सबसे छोटी अस्थायी दूरी वाला अनिर्धारित शीर्ष। तब उसकी दूरी अंतिम होती है, और हर पड़ोसी v को d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)) मिलता है। क्रुस्कल का एल्गोरिथ्म कोरों को हल्की से भारी की ओर लेकर और चक्र बनाने वाली हर कोर छोड़कर न्यूनतम स्पैनिंग ट्री बनाता है; प्रिम का एल्गोरिथ्म प्रारंभिक शीर्ष से एक वृक्ष बढ़ाता है और हमेशा उससे बाहर जाने वाली सबसे हल्की कोर जोड़ता है। n शीर्षों के स्पैनिंग ट्री में n − 1 कोरें होती हैं।

प्रिम का एल्गोरिथ्म

1. BC (1)
2. AB (10)
3. CE (12)
4. BD (17)

कोर संख्या 2

AB

उत्तर

कोर AB

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