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

밑이 k이고 자릿수가 d인 정수 n개에 대한 LSD 기수 정렬의 실행 시간은 얼마입니까?

AO(d(n + k))
BO(n²)
CO(n log n)
DO(dn log k)

2.알고리즘과 복잡도어려움

어떤 배낭 문제 변형에서 탐욕적 규칙 "무게당 가치 순으로 물건 담기"가 항상 최적의 답을 줍니까?

A물건을 나눌 수 있는 분할 가능 배낭 문제
B두 변형 모두
C어느 변형도 아님
D물건을 통째로만 담아야 하는 0/1 배낭 문제

3.자료구조보통

이진 최소 힙에서 extract-min은 어떻게 동작합니까?

A배열의 마지막 원소를 제거한다
B마지막 원소를 루트로 옮기고 아래로 내린다
C모든 리프에서 새로운 최솟값을 찾는다
D루트를 제거하고 모든 원소를 왼쪽으로 한 칸씩 이동시킨다

4.자료구조어려움

정렬된 연결 리스트와 비교했을 때 스킵 리스트의 주요 장점은 무엇입니까?

A추가 메모리를 사용하지 않는다
B모든 노드가 다른 모든 노드에 대한 포인터를 저장하므로 O(1) 탐색이 보장된다
C여러 레벨의 전방 포인터를 사용하여 기대 O(log n) 탐색이 가능하다
D키를 순서 없이 저장한다

5.그래프 이론보통

완전그래프 K₇의 서로 다른 해밀턴 회로는 몇 개(H)인가? 시작 정점이나 방향만 다른 회로는 같은 것으로 센다.

K₇

H =

6.그래프 이론어려움

C에서 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: A · O(d(n + k))

이것이 답인 이유

d번의 각 패스는 O(n + k)가 드는 계수 정렬이므로, d와 k가 고정되면 전체는 n에 대해 선형입니다.

답

A · O(d(n + k))

2.알고리즘과 복잡도

답: A · 물건을 나눌 수 있는 분할 가능 배낭 문제

이것이 답인 이유

물건을 나눌 수 있으면 비율이 가장 좋은 것부터 담는 것이 최적입니다. 0/1 배낭 문제에서는 비율이 높은 물건이 더 나은 조합을 막을 수 있어 동적 계획법이 필요합니다.

답

A · 물건을 나눌 수 있는 분할 가능 배낭 문제

3.자료구조

답: B · 마지막 원소를 루트로 옮기고 아래로 내린다

이것이 답인 이유

마지막 원소가 루트의 빈자리를 채우고, 힙 성질이 성립할 때까지 더 작은 자식과 교환되며, O(log n)이 걸립니다.

답

B · 마지막 원소를 루트로 옮기고 아래로 내린다

4.자료구조

답: C · 여러 레벨의 전방 포인터를 사용하여 기대 O(log n) 탐색이 가능하다

이것이 답인 이유

무작위로 정해지는 레벨 덕분에 탐색 시 많은 노드를 건너뛸 수 있어, 탐색, 삽입, 삭제의 기대 시간이 O(log n)입니다.

답

C · 여러 레벨의 전방 포인터를 사용하여 기대 O(log n) 탐색이 가능하다

5.그래프 이론

답: H = 360

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.

세기

H = (7 − 1)!/2 = 720/2 = 360

답

H = 360

6.그래프 이론

답: N = 2

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. K_n은 간선이 n(n − 1)/2개이고, 정점이 n개인 k-정규그래프는 nk/2개이며, 정점이 n개인 트리는 간선이 n − 1개입니다.

인접 행렬

A: 0 1 0 0 0 0

B: 1 0 1 1 1 0

C: 0 1 0 0 1 0

D: 0 1 0 0 1 1

E: 0 1 1 1 0 1

F: 0 0 0 1 1 0

공통 이웃

(M²)_CC = 0·0 + 1·1 + 0·0 + 0·0 + 1·1 + 0·0 = 2

답

N = 2

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