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

활동 선택 문제에서 겹치지 않는 활동의 수를 항상 최대로 만드는 탐욕적 규칙은 무엇입니까?

  1. A가장 일찍 끝나는 활동을 고르고, 호환되는 활동들로 반복한다
  2. B가장 짧은 활동을 먼저 고른다
  3. C가장 일찍 시작하는 활동을 고른다
  4. D겹침이 가장 적은 활동을 먼저 고른 뒤, 호환되는 활동들로 반복한다
2.알고리즘과 복잡도어려움

큰 n에서 n!과 2ⁿ은 어떻게 비교됩니까?

  1. A2ⁿ이 n!보다 빠르게 증가한다
  2. B같은 비율로 증가한다
  3. Cn!이 2ⁿ보다 빠르게 증가한다
  4. Dn!은 O(n²)이다
3.자료구조보통

키를 정렬된 순서로 삽입하면, n개의 노드를 가진 이진 탐색 트리의 최악의 높이는 얼마입니까?

  1. A√n
  2. Blog₂ n
  3. C1
  4. Dn (연결 리스트처럼 됨)
4.자료구조어려움

서버가 해시 함수를 범용(universal) 해시 함수족에서 무작위로 고르는 이유는 무엇일 수 있습니까?

  1. A공격자가 어떤 키를 보내더라도 어떤 두 키도 결코 충돌하지 않도록 보장하기 위해
  2. B해시 테이블을 정렬된 상태로 만들기 위해
  3. C공격자가 모두 충돌하는 키를 많이 고를 가능성을 매우 낮추기 위해
  4. D테이블 크기 조정의 필요를 없애기 위해
5.그래프 이론보통

트리에 차수가 3인 정점 3개, 차수가 4인 정점 2개, 차수가 5인 정점 3개이(가) 있고 나머지 정점은 모두 잎(차수 1)이다. 잎은 몇 개(L)인가?

3 × deg 32 × deg 43 × deg 5
L =
6.그래프 이론어려움
ABCDEF

A에서 C까지 가는 길이 3의 보행은 몇 개인가? 보행에서는 정점과 간선이 반복될 수 있다. 그 수를 N(이)라 하자.

M = 인접 행렬L = 3
N =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: A · 가장 일찍 끝나는 활동을 고르고, 호환되는 활동들로 반복한다

이것이 답인 이유

가장 이른 종료 시간을 고르는 것은 교환 논증으로 최적임을 증명할 수 있습니다. 다른 규칙에는 반례가 있습니다.

답

A · 가장 일찍 끝나는 활동을 고르고, 호환되는 활동들로 반복한다
2.알고리즘과 복잡도

답: C · n!이 2ⁿ보다 빠르게 증가한다

이것이 답인 이유

n ≥ 4에서 n!은 2ⁿ을 넘고, n!의 추가 인수가 각각 2보다 크므로 그 비는 한없이 커집니다.

답

C · n!이 2ⁿ보다 빠르게 증가한다
3.자료구조

답: D · n (연결 리스트처럼 됨)

이것이 답인 이유

정렬된 순서로 삽입하면 높이가 n인 퇴화 트리가 만들어져 탐색이 O(n)이 됩니다. 균형 트리는 이를 방지합니다.

답

D · n (연결 리스트처럼 됨)
4.자료구조

답: C · 공격자가 모두 충돌하는 키를 많이 고를 가능성을 매우 낮추기 위해

이것이 답인 이유

범용 해싱에서는 공격자가 어떤 함수가 선택되었는지 모르므로 어떤 키 집합에 대해서도 기대 충돌 수가 작습니다.

답

C · 공격자가 모두 충돌하는 키를 많이 고를 가능성을 매우 낮추기 위해
5.그래프 이론

답: L = 18

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.

트리에 대한 악수 보조정리

L + 32 = 2(L + 8) − 2
L = 18

답

L = 18

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

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 1 1 0 0 0
B: 1 0 1 1 1 0
C: 1 1 0 0 0 0
D: 0 1 0 0 1 0
E: 0 1 0 1 0 1
F: 0 0 0 0 1 0

한 걸음 더

(M³)AC = 2·1 + 1·1 + 1·0 + 1·0 + 1·0 + 0·0 = 3

답

N = 3

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