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(K_n)| = n(n − 1)/2, |E(K_m,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
K_n의 해밀턴 회로: (n − 1)!/2
다익스트라 갱신: d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
길이 L의 보행: (Mᴸ)_ij

방법

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

2연습 문제

1.알고리즘과 복잡도보통

단순 재귀 피보나치(fib(n) = fib(n−1) + fib(n−2))의 시간 복잡도는 무엇입니까?

A선형 시간
B지수 시간
C상수 시간
D로그 시간

2.알고리즘과 복잡도어려움

헬드-카프 동적 계획법 알고리즘은 외판원 문제를 정확히 풉니다. 도시가 n개일 때 실행 시간은 얼마입니까?

AO(n!)
BO(n² 2ⁿ)
CO(n³)
DO(2^n²)

3.자료구조보통

이진 힙을 포인터 없이 배열에 저장할 수 있는 이유는 무엇입니까?

A힙에는 원소가 100개를 넘지 않기 때문에
B힙의 모든 키가 같기 때문에
C완전 이진 트리이므로 위치가 간단한 인덱스 공식을 따르기 때문에
D배열이 키를 자동으로 정렬된 순서로 유지하므로 포인터가 필요 없기 때문에

4.자료구조어려움

세그먼트 트리는 일반적으로 무엇에 사용됩니까?

A그래프의 간선을 저장하는 데
B각 접두사를 별도의 트리 노드에 저장하여 문자열을 알파벳순으로 정렬하는 데
C구간 질의(구간 합 등)와 갱신을 O(log n)에 처리하는 데
D스택을 구현하는 데

5.그래프 이론보통

트리에 차수가 3인 정점 3개, 차수가 4인 정점 2개이(가) 있고 나머지 정점은 모두 잎(차수 1)이다. 잎은 몇 개(L)인가?

3 × deg 32 × deg 4

L =

6.그래프 이론어려움

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 · 지수 시간

이것이 답인 이유

호출 트리는 대략 φⁿ(약 1.618ⁿ)처럼 증가합니다. 메모이제이션을 사용하면 O(n)으로 줄일 수 있습니다.

답

B · 지수 시간

2.알고리즘과 복잡도

답: B · O(n² 2ⁿ)

이것이 답인 이유

상태가 약 n 2ⁿ개이고 각각 O(n)에 계산됩니다. 이는 지수 시간이지만 (n − 1)!개의 순회를 모두 시도하는 것보다 훨씬 빠릅니다.

답

B · O(n² 2ⁿ)

3.자료구조

답: C · 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

C · 완전 이진 트리이므로 위치가 간단한 인덱스 공식을 따르기 때문에

4.자료구조

답: C · 구간 질의(구간 합 등)와 갱신을 O(log n)에 처리하는 데

이것이 답인 이유

세그먼트 트리는 구간별 집계 값을 저장하여 구간 질의와 단일 지점 갱신을 O(log n) 시간에 지원합니다.

답

C · 구간 질의(구간 합 등)와 갱신을 O(log n)에 처리하는 데

5.그래프 이론

답: L = 9

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, K_n에는 (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 + 17 = 2(L + 5) − 2

L = 9

답

L = 9

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

6.그래프 이론

답: d(F) = 17

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: 5, C: 6

B (5): D: 17, E: 14

C (6)

E (14): F: 17

D (17)

F (17)

최단 경로

A → B → E → F

d(F) = 17

답

d(F) = 17

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