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

퀵 정렬이 항상 첫 원소를 피벗으로 사용합니다. 어떤 입력에서 최악의 경우 동작을 보입니까?

A원소가 모두 다른 배열
B이미 정렬된 배열
C길이가 2인 배열
D무작위 순서의 배열

2.알고리즘과 복잡도어려움

for i = 1 to n: for (j = i; j ≤ n; j = j + i) O(1) 작업 수행 — 이 코드의 시간 복잡도는 무엇입니까?

AO(n)
BO(n log n)
CO(n √n)
DO(n²)

3.자료구조보통

실제로 배열 순회가 같은 길이의 연결 리스트 순회보다 훨씬 빠른 경우가 많은 이유는 무엇입니까?

A연결 리스트는 항상 원소를 디스크에 저장하기 때문에
B배열 원소는 연속되어 있어 CPU 캐시를 잘 활용하기 때문에
C배열은 값 비교에 더 적은 명령어를 쓰기 때문에
D배열 순회는 전체가 O(1)이고 연결 리스트 순회는 O(n)이기 때문에

4.자료구조어려움

데이터베이스가 인덱스에 일반 B-트리보다 B+ 트리를 자주 사용하는 이유는 무엇입니까?

AB+ 트리는 균형을 유지할 필요가 없기 때문에
BB+ 트리는 이진 내부 노드를 사용하여 디스크 읽기 횟수를 줄이기 때문에
C모든 레코드가 연결된 리프에 있어 범위 스캔이 효율적이기 때문에
DB+ 트리는 데이터를 루트에만 저장하기 때문에

5.그래프 이론보통

완전그래프 K₅의 서로 다른 해밀턴 회로는 몇 개(H)인가? 시작 정점이나 방향만 다른 회로는 같은 것으로 센다.

K₅

H =

6.그래프 이론어려움

가중 그래프의 최소 신장 트리의 총 가중치 W을(를) 구하시오.

|V| = 7|E| = 9

W =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: B · 이미 정렬된 배열

이것이 답인 이유

정렬된 입력에서는 피벗이 항상 최솟값이므로 한쪽은 비고 다른 쪽에 n − 1개의 원소가 남아 O(n²)이 됩니다.

답

B · 이미 정렬된 배열

2.알고리즘과 복잡도

답: B · O(n log n)

이것이 답인 이유

합은 n / 1 + n / 2 + ... + n / n = n × H_n이고, 조화수 H_n은 Θ(log n)입니다.

답

B · O(n log n)

3.자료구조

답: B · 배열 원소는 연속되어 있어 CPU 캐시를 잘 활용하기 때문에

이것이 답인 이유

연속된 메모리는 참조 지역성이 좋지만, 연결된 노드는 흩어져 있어 캐시 미스를 많이 일으킬 수 있습니다.

답

B · 배열 원소는 연속되어 있어 CPU 캐시를 잘 활용하기 때문에

4.자료구조

답: C · 모든 레코드가 연결된 리프에 있어 범위 스캔이 효율적이기 때문에

이것이 답인 이유

B+ 트리에서 내부 노드는 탐색을 안내할 뿐이고 리프는 키 순서로 연결되어 있으므로, 범위 질의는 첫 키를 찾은 뒤 리프를 따라 걸어갑니다.

답

C · 모든 레코드가 연결된 리프에 있어 범위 스캔이 효율적이기 때문에

5.그래프 이론

답: H = 12

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 = (5 − 1)!/2 = 24/2 = 12

답

H = 12

6.그래프 이론

답: W = 63

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.

크루스칼 알고리즘

GE (3): 선택

GD (7): 선택

CE (9): 선택

GB (12): 선택

AB (13): 선택

GC (14): 건너뜀, 사이클이 생김

DE (15): 건너뜀, 사이클이 생김

DF (19): 선택

총 가중치

W = 3 + 7 + 9 + 12 + 13 + 19 = 63

답

W = 63

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