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

प्रिम का एल्गोरिदम मिनिमम स्पैनिंग ट्री कैसे बनाता है?

  1. Aयह एक प्रारंभिक शीर्ष से एक ट्री बढ़ाता है, और ट्री से बाहर जाने वाला सबसे सस्ता किनारा जोड़ता है
  2. Bयह ब्रेड्थ-फ़र्स्ट सर्च चलाकर BFS ट्री रखता है
  3. Cयह सबसे महँगा किनारा तब तक हटाता है जब तक कोई चक्र न बचे
  4. Dयह सभी किनारों को भार के अनुसार सॉर्ट करता है और हर किनारे को तब तक जोड़ता है जब तक वह फ़ॉरेस्ट में चक्र (cycle) न बनाए
2.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

बड़े n के लिए n! और 2ⁿ की तुलना कैसी है?

  1. A2ⁿ, n! से तेज़ बढ़ता है
  2. Bदोनों एक ही दर से बढ़ते हैं
  3. Cn!, O(n²) है
  4. Dn!, 2ⁿ से तेज़ बढ़ता है
3.डेटा संरचनाएँमध्यम

बाइनरी सर्च ट्री में न्यूनतम कुंजी कैसे खोजते हैं?

  1. Aकेवल रूट को देखें
  2. Bहर लीफ़ पर जाकर उनकी तुलना करें
  3. Cरूट से बाएँ चाइल्ड का अनुसरण तब तक करें जब तक कोई बायाँ चाइल्ड न रहे
  4. Dरूट से दाएँ चाइल्ड का अनुसरण तब तक करें जब तक कोई दायाँ चाइल्ड न रहे
4.डेटा संरचनाएँकठिन

कौन-सा गुण हर B-ट्री को पूर्णतः संतुलित रखता है?

  1. Aकुंजियाँ केवल रूट में संग्रहीत होती हैं
  2. Bहर नोड एक कुंजी संग्रहीत करता है
  3. Cसभी लीफ़ समान गहराई पर होते हैं
  4. Dहर नोड के ठीक दो चाइल्ड होते हैं
5.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम
ABCDEFGयूलर 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| = 7|E| = 7
  1. 1यूलर परिपथ
  2. 2यूलर पथ, परिपथ नहीं
  3. 3दोनों में से कुछ नहीं
6.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
5109116111113ABCDEFG

डाइक्स्ट्रा का एल्गोरिथ्म A से चलता है। उस शीर्ष पर क्लिक करें जो चक्र 3 में निर्धारित (स्थायी) होता है; A स्वयं चक्र 1 है।

प्रारंभ: Aचक्र 3
  1. 1A
  2. 2B
  3. 3C
  4. 4D
  5. 5E
  6. 6F
  7. 7G

3विलयन

1.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: A · यह एक प्रारंभिक शीर्ष से एक ट्री बढ़ाता है, और ट्री से बाहर जाने वाला सबसे सस्ता किनारा जोड़ता है

यह उत्तर क्यों है

क्रॉसिंग किनारों की प्रायोरिटी क्यू के साथ प्रिम का एल्गोरिदम बाइनरी हीप से O(E log V) में चलता है।

उत्तर

A · यह एक प्रारंभिक शीर्ष से एक ट्री बढ़ाता है, और ट्री से बाहर जाने वाला सबसे सस्ता किनारा जोड़ता है
2.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: D · n!, 2ⁿ से तेज़ बढ़ता है

यह उत्तर क्यों है

n ≥ 4 के लिए n!, 2ⁿ से अधिक है, और अनुपात असीमित रूप से बढ़ता है क्योंकि n! का हर अतिरिक्त गुणक 2 से बड़ा है।

उत्तर

D · n!, 2ⁿ से तेज़ बढ़ता है
3.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: C · रूट से बाएँ चाइल्ड का अनुसरण तब तक करें जब तक कोई बायाँ चाइल्ड न रहे

यह उत्तर क्यों है

सबसे बाएँ नोड से छोटी कोई कुंजी ट्री में नहीं होती, इसलिए वही न्यूनतम है; लागत ऊँचाई के अनुपाती है।

उत्तर

C · रूट से बाएँ चाइल्ड का अनुसरण तब तक करें जब तक कोई बायाँ चाइल्ड न रहे
4.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: C · सभी लीफ़ समान गहराई पर होते हैं

यह उत्तर क्यों है

भरने पर नोड ऊपर की ओर विभाजित होते हैं और ट्री तभी ऊँचा होता है जब रूट विभाजित हो, इसलिए सभी लीफ़ हमेशा एक ही स्तर पर रहते हैं।

उत्तर

C · सभी लीफ़ समान गहराई पर होते हैं
5.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: दोनों में से कुछ नहीं

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) = 1, deg(B) = 1, deg(C) = 2, deg(D) = 3, deg(E) = 2, deg(F) = 2, deg(G) = 3

विषम शीर्ष

A, B, D, G → 4
दोनों में से कुछ नहीं

उत्तर

दोनों में से कुछ नहीं
6.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: G

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।

डाइक्स्ट्रा चक्र-दर-चक्र

1. A (0): B: 5, C: 10
2. B (5): D: 16, G: 6
3. G (6): C: 7
4. C (7): E: 13
5. E (13): F: 24
6. D (16)
7. F (24)

चक्र 3

G

उत्तर

G

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