자료구조와 알고리즘: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 6개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

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1공식과 풀이 방법

그래프 이론

악수 보조정리
Σ deg(v) = 2|E|
완전그래프
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
정규그래프
|E| = n·k/2
트리와 포리스트
|E| = n − 1, |E| = n − c
트리의 잎
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
오일러
회로: 모든 차수가 짝수; 경로: 차수가 홀수인 정점이 정확히 2개
Kn의 해밀턴 회로
(n − 1)!/2
다익스트라 갱신
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
길이 L의 보행
(Mᴸ)ij

방법

  1. 모든 정점의 차수를 적으세요. 차수의 합은 간선 수의 두 배입니다.
  2. 오일러 문제에서는 그래프가 연결되어 있는지 확인하고 차수가 홀수인 정점의 수를 세세요.
  3. 트리에서는 간선이 n − 1개라는 사실과 악수 보조정리를 사용하세요.
  4. 다익스트라에서는 임시 거리 표를 만들고, 매 단계마다 확정되지 않은 정점 중 거리가 가장 작은 정점을 확정하세요.
  5. 최소 신장 트리는 간선을 가중치 순으로 정렬해 사이클을 만드는 간선을 건너뛰거나(크루스칼), 시작 정점에서 트리 하나를 키워 가세요(프림).

2연습 문제

1.알고리즘과 복잡도보통

많은 라이브러리 정렬 루틴이 아주 작은 부분 배열에서 삽입 정렬로 전환하는 이유는 무엇입니까?

  1. A큰 입력에서 삽입 정렬이 다른 어떤 정렬 알고리즘보다 메모리를 적게 쓰기 때문에
  2. B삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에
  3. C삽입 정렬은 최악의 경우 O(n log n)이기 때문에
  4. D재귀 알고리즘은 원소가 10개 미만인 배열을 처리하지 못하기 때문에
2.알고리즘과 복잡도어려움

클래스 P의 올바른 정의는 무엇입니까?

  1. A해를 다항 시간에 검증할 수는 있지만 찾는 것은 절대 불가능한 문제
  2. B결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제
  3. C병렬로 풀 수 있는 문제
  4. D모든 컴퓨터에서 지수 시간이 필요한 문제
3.자료구조보통

이진 힙을 포인터 없이 배열에 저장할 수 있는 이유는 무엇입니까?

  1. A힙에는 원소가 100개를 넘지 않기 때문에
  2. B완전 이진 트리이므로 위치가 간단한 인덱스 공식을 따르기 때문에
  3. C힙의 모든 키가 같기 때문에
  4. D배열이 키를 자동으로 정렬된 순서로 유지하므로 포인터가 필요 없기 때문에
4.자료구조어려움

n개의 수로 된 스트림에서 O(k) 메모리로 가장 작은 값 k개를 유지해야 합니다. O(n log k) 시간에 동작하는 방법은 무엇입니까?

  1. An개의 값을 모두 담는 정렬된 배열
  2. B크기 k인 최대 힙을 두고, 더 작은 값이 오면 루트를 교체한다
  3. C마지막 k개 값의 FIFO 큐
  4. Dn개의 값을 모두 담는 최소 힙에서 마지막에 가장 작은 k개를 꺼낸다
5.그래프 이론보통

트리에 차수가 4인 정점 2개이(가) 있고 나머지 정점은 모두 잎(차수 1)이다. 잎은 몇 개(L)인가?

2 × deg 4
L =
6.그래프 이론어려움
91523614665ABCDEF

다익스트라 알고리즘으로 가중 그래프에서 A에서 F까지의 최단 경로의 길이 d(F)을(를) 구하시오.

시작: A끝: F
d(F) =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: B · 삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에

이것이 답인 이유

n이 작으면 삽입 정렬의 단순한 루프가 O(n²)이더라도 퀵 정렬이나 병합 정렬의 재귀 오버헤드보다 빠릅니다.

답

B · 삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에
2.알고리즘과 복잡도

답: B · 결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제

이것이 답인 이유

P는 그래프가 연결되어 있는지 확인하는 것처럼 결정적 다항 시간 알고리즘이 있는 결정 문제를 포함합니다.

답

B · 결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제
3.자료구조

답: B · 완전 이진 트리이므로 위치가 간단한 인덱스 공식을 따르기 때문에

이것이 답인 이유

완전 트리이므로 빈틈이 없어, 인덱스 i의 자식은 항상 2i + 1과 2i + 2에 있습니다.

답

B · 완전 이진 트리이므로 위치가 간단한 인덱스 공식을 따르기 때문에
4.자료구조

답: B · 크기 k인 최대 힙을 두고, 더 작은 값이 오면 루트를 교체한다

이것이 답인 이유

최대 힙의 루트는 유지하는 값 중 가장 큰 값입니다. 그보다 작은 새 값은 O(log k)에 그것을 대체하므로, 힙은 항상 지금까지의 가장 작은 k개를 담습니다.

답

B · 크기 k인 최대 힙을 두고, 더 작은 값이 오면 루트를 교체한다
5.그래프 이론

답: L = 6

오일러, 해밀턴, 트리: 연결 그래프는 모든 정점의 차수가 짝수이면 오일러 회로(모든 간선을 한 번씩 지나 출발점으로 돌아옴)를 가지고, 차수가 홀수인 정점이 정확히 두 개이면 회로가 아닌 오일러 경로를 가집니다. 이 경로는 한 홀수 정점에서 다른 홀수 정점까지 이어집니다. 해밀턴 회로는 모든 정점을 한 번씩 방문하며, Kn에는 (n − 1)!/2개가 있습니다. 정점이 n개인 트리는 간선이 n − 1개이고, 간선이 m개인 연결 그래프는 m − n + 1개의 간선을 제거한 뒤에도 신장 트리를 유지합니다.

트리에 대한 악수 보조정리

L + 8 = 2(L + 2) − 2
L = 6

답

L = 6

지름길: 차수 d ≥ 3인 정점에 대해 L = 2 + Σ (d − 2).

6.그래프 이론

답: d(F) = 18

최단 경로와 신장 트리: 다익스트라 알고리즘은 매 단계에서 정점 하나를 확정합니다. 임시 거리가 가장 작은 미확정 정점입니다. 그 거리는 최종 값이 되고, 모든 이웃 v는 d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))로 갱신됩니다. 크루스칼 알고리즘은 간선을 가벼운 것부터 골라 사이클을 만드는 간선을 건너뛰면서 최소 신장 트리를 만들고, 프림 알고리즘은 시작 정점에서 트리 하나를 키우며 트리에서 뻗어 나가는 가장 가벼운 간선을 항상 추가합니다. 정점이 n개인 신장 트리는 간선이 n − 1개입니다.

단계별 다익스트라

각 줄: 확정된 정점, 그 최종 거리, 거리가 개선되는 이웃.

A (0): B: 9, C: 15
B (9): C: 11, D: 12, E: 14
C (11)
D (12): F: 18
E (14)
F (18)

최단 경로

A → B → D → F
d(F) = 18

답

d(F) = 18

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