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

동적 계획법이 병합 정렬에 실질적인 속도 향상을 주지 못하는 이유는 무엇입니까?

  1. A병합 정렬은 이미 O(n)이기 때문에
  2. B동적 계획법은 배열이 아니라 그래프 문제에서만 동작하기 때문에
  3. C부분 문제가 겹치지 않아 재사용할 것이 없기 때문에
  4. D병합 정렬에는 재귀 구조가 없기 때문에
2.알고리즘과 복잡도어려움

마지막 두 값만 유지하는 루프로 n번째 피보나치 수를 계산할 때 시간과 공간 비용은 얼마입니까?

  1. AO(2ⁿ) 시간과 O(1) 공간
  2. BO(n) 시간과 O(n) 공간
  3. CO(n) 시간과 O(1) 공간
  4. DO(log n) 시간과 O(n) 공간
3.자료구조보통

적재율이 임계값을 넘은 뒤 해시 테이블이 재해싱(rehash)하면 무슨 일이 일어납니까?

  1. A자리를 만들기 위해 가장 오래된 키를 삭제한다
  2. B충돌한 키만 테이블 끝의 새 오버플로 리스트로 옮긴다
  3. C기존 키를 제자리에서 정렬한다
  4. D더 큰 테이블을 할당하고 모든 키를 다시 삽입한다
4.자료구조어려움

이진 탐색 트리에서 자식이 두 개인 노드를 삭제할 때는 보통 어떻게 합니까?

  1. A그 아래 서브트리를 처음부터 다시 만들어 그 안에 있던 모든 키를 다시 삽입한다
  2. B서브트리 전체를 삭제한다
  3. C루트와 맞바꾼다
  4. D중위 후속자(또는 선행자)로 대체한 다음 그 노드를 삭제한다
5.그래프 이론보통

연결 그래프의 정점이 6개이고 간선이 9개이다. 신장 트리가 남도록 제거해야 하는 간선은 몇 개(k)인가?

|V| = 6|E| = 9
k =
6.그래프 이론어려움
11121481031512ABCDEF

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

시작: A끝: F
d(F) =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: C · 부분 문제가 겹치지 않아 재사용할 것이 없기 때문에

이것이 답인 이유

병합 정렬의 두 절반은 서로소이고 각각 한 번만 풀립니다. DP는 피보나치처럼 부분 문제가 반복될 때만 도움이 됩니다.

답

C · 부분 문제가 겹치지 않아 재사용할 것이 없기 때문에
2.알고리즘과 복잡도

답: C · O(n) 시간과 O(1) 공간

이것이 답인 이유

각 단계에는 이전 두 값만 필요하므로 상향식 방법의 표를 변수 두 개로 바꿀 수 있습니다.

답

C · O(n) 시간과 O(1) 공간
3.자료구조

답: D · 더 큰 테이블을 할당하고 모든 키를 다시 삽입한다

이것이 답인 이유

인덱스는 테이블 크기로 나눈 나머지로 계산되므로 모든 키를 새로운 더 큰 테이블로 다시 해시해야 합니다. 크기를 두 배로 늘리면 이는 분할 상환 O(1)로 유지됩니다.

답

D · 더 큰 테이블을 할당하고 모든 키를 다시 삽입한다
4.자료구조

답: D · 중위 후속자(또는 선행자)로 대체한 다음 그 노드를 삭제한다

이것이 답인 이유

중위 후속자는 자식이 최대 하나뿐이므로, 그 키를 삭제할 노드에 복사한 뒤 쉽게 제거할 수 있습니다.

답

D · 중위 후속자(또는 선행자)로 대체한 다음 그 노드를 삭제한다
5.그래프 이론

답: k = 4

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

6 − 1 = 5

제거할 간선

k = 9 − 5 = 4

답

k = 4
6.그래프 이론

답: d(F) = 28

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: 11, C: 12
B (11): D: 25, E: 23
C (12): E: 20
E (20): F: 35
D (25): F: 28
F (28)

최단 경로

A → B → D → F
d(F) = 28

답

d(F) = 28

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