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

O(n²) 알고리즘이 O(n³)이기도 하다고 말하는 것은 옳습니까?

  1. A예, 단 n이 100보다 작을 때만
  2. B예, Big O는 상한이고 n²은 n³보다 빠르게 증가하지 않기 때문에
  3. C아니요, Big O는 함수의 정확한 증가율을 항상 나타내야 하기 때문에
  4. D아니요, 큰 n에서 n³이 n²보다 작기 때문에
2.알고리즘과 복잡도어려움

외판원 문제는 어떻게 분류됩니까?

  1. A결정 불가능하다
  2. B다익스트라 알고리즘이 모든 도시를 한 번씩 방문하여 풀기 때문에 P에 속한다
  3. C결정 버전은 NP-complete이고 최적화 버전은 NP-hard이다
  4. D결정 버전은 P에 속하지만 최적화 버전은 NP-complete이다
3.자료구조보통

이진 트리의 루트는 1이고 왼쪽 자식은 2, 오른쪽 자식은 3입니다. 노드 2의 자식은 4(왼쪽)와 5(오른쪽)입니다. 전위 순회 결과는 무엇입니까?

  1. A1 2 3 4 5
  2. B1 2 4 5 3
  3. C4 5 2 3 1
  4. D4 2 5 1 3
4.자료구조어려움

이진 힙에서 decrease-key(원소의 위치를 알고 있는 경우)의 시간 복잡도는 무엇입니까?

  1. AO(n log n)
  2. BO(n)
  3. CO(log n)
  4. DO(1)
5.그래프 이론보통

연결 그래프의 정점이 16개이고 간선이 18개이다. 신장 트리가 남도록 제거해야 하는 간선은 몇 개(k)인가?

|V| = 16|E| = 18
k =
6.그래프 이론어려움
ABCDE

E에서 출발해 같은 정점으로 돌아오는 길이 2의 닫힌 보행은 몇 개인가? 보행에서는 정점과 간선이 반복될 수 있다. 그 수를 N(이)라 하자.

M = 인접 행렬L = 2
N =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: B · 예, Big O는 상한이고 n²은 n³보다 빠르게 증가하지 않기 때문에

이것이 답인 이유

Big O는 상한이므로 이 진술은 참이지만 정확한 한계는 아닙니다. Θ(n²)이 정확한 증가율을 나타냅니다.

답

B · 예, Big O는 상한이고 n²은 n³보다 빠르게 증가하지 않기 때문에
2.알고리즘과 복잡도

답: C · 결정 버전은 NP-complete이고 최적화 버전은 NP-hard이다

이것이 답인 이유

"길이가 최대 k인 순회가 있는가?"는 NP-complete입니다. 최단 순회를 찾는 것은 최소한 그만큼 어려우므로 NP-hard입니다.

답

C · 결정 버전은 NP-complete이고 최적화 버전은 NP-hard이다
3.자료구조

답: B · 1 2 4 5 3

이것이 답인 이유

전위 순회는 1, 그다음 왼쪽 서브트리(2, 4, 5), 그다음 3을 방문합니다. 나머지 선택지는 중위, 후위, 레벨 순서 순회입니다.

답

B · 1 2 4 5 3
4.자료구조

답: C · O(log n)

이것이 답인 이유

키를 감소시킨 후 원소는 최대 힙의 높이만큼 위로 이동합니다(sift up). 피보나치 힙은 분할 상환 O(1) decrease-key를 달성합니다.

답

C · O(log n)
5.그래프 이론

답: k = 3

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.

신장 트리의 간선

16 − 1 = 15

제거할 간선

k = 18 − 15 = 3

답

k = 3
6.그래프 이론

답: N = 3

차수: 정점의 차수는 그 정점에 닿는 간선의 수입니다. 모든 간선은 양 끝이 있으므로 차수의 합은 간선 수의 두 배입니다: Σ deg(v) = 2|E|(악수 보조정리). 따라서 차수가 홀수인 정점의 수는 짝수입니다. Kn은 간선이 n(n − 1)/2개이고, 정점이 n개인 k-정규그래프는 nk/2개이며, 정점이 n개인 트리는 간선이 n − 1개입니다.

인접 행렬

A: 0 0 1 0 0
B: 0 0 1 1 1
C: 1 1 0 0 1
D: 0 1 0 0 1
E: 0 1 1 1 0

공통 이웃

(M²)EE = 0·0 + 1·1 + 1·1 + 1·1 + 0·0 = 3

답

N = 3

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