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

원소 n개의 배열을 한 번 정렬한 뒤 이진 탐색으로 k개의 소속 질의에 답합니다. 전체 비용은 얼마입니까?

  1. AO(n + k)
  2. BO(n log n + k log n)
  3. CO(k n log n)
  4. DO(nk)
2.알고리즘과 복잡도어려움

최단 단순 경로는 다항 시간에 찾을 수 있습니다. 일반 그래프에서 두 정점 사이의 최장 단순 경로를 찾는 것에 대해 알려진 것은 무엇입니까?

  1. A결정 불가능하다
  2. B항상 O(V + E)에 풀 수 있다
  3. C가중치를 음수로 바꾼 다익스트라 알고리즘으로 풀 수 있다
  4. DNP-hard이다
3.자료구조보통

이진 힙에 새 원소는 어떻게 삽입됩니까?

  1. A더 큰 원소들을 모두 오른쪽으로 한 칸씩 밀어 정렬된 위치에 삽입한다
  2. B루트에 놓고 아래로 내린다(sift down)
  3. C배열의 끝에 놓고 힙 성질을 위반하는 동안 위로 올린다(sift up)
  4. D힙 전체를 처음부터 다시 만든다
4.자료구조어려움

표준 블룸 필터에서 원소의 비트를 지워 원소를 간단히 삭제할 수 없는 이유는 무엇입니까?

  1. A삭제하면 거짓 양성률이 100%로 올라가기 때문에
  2. B블룸 필터의 비트는 생성 후 바꿀 수 없기 때문에
  3. C블룸 필터는 원소 전체를 저장하는데, 해시된 뒤에는 그것을 다시 찾을 수 없기 때문에
  4. D그 비트가 다른 원소에도 속할 수 있어 거짓 음성을 일으키기 때문에
5.그래프 이론보통

연결 그래프의 정점이 8개이고 간선이 10개이다. 신장 트리가 남도록 제거해야 하는 간선은 몇 개(k)인가?

|V| = 8|E| = 10
k =
6.그래프 이론어려움
1721637813141110ABCDEFG

크루스칼 알고리즘이 최소 신장 트리를 만든다. 4번째로 추가하는 간선을 클릭하세요. 건너뛴 간선은 세지 않는다.

k = 4
  1. 1간선 AB
  2. 2간선 AC
  3. 3간선 BC
  4. 4간선 BD
  5. 5간선 CE
  6. 6간선 DE
  7. 7간선 DF
  8. 8간선 EF
  9. 9간선 GB
  10. 10간선 GC
  11. 11간선 GE

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: B · O(n log n + k log n)

이것이 답인 이유

정렬에 O(n log n), 질의마다 O(log n)이 듭니다. k가 크면 k번의 선형 탐색(O(nk))보다 낫습니다.

답

B · O(n log n + k log n)
2.알고리즘과 복잡도

답: D · NP-hard이다

이것이 답인 이유

길이 V − 1인 최장 단순 경로는 NP-complete 문제인 해밀턴 경로입니다. 다만 방향 비순환 그래프에서는 선형 시간에 풀 수 있습니다.

답

D · NP-hard이다
3.자료구조

답: C · 배열의 끝에 놓고 힙 성질을 위반하는 동안 위로 올린다(sift up)

이것이 답인 이유

끝에 추가하면 트리가 완전 트리로 유지되고, 부모와 교환하면 O(log n) 단계로 순서가 회복됩니다.

답

C · 배열의 끝에 놓고 힙 성질을 위반하는 동안 위로 올린다(sift up)
4.자료구조

답: D · 그 비트가 다른 원소에도 속할 수 있어 거짓 음성을 일으키기 때문에

이것이 답인 이유

공유된 비트를 지우면 다른 원소가 없는 것처럼 보이게 됩니다. 카운팅 블룸 필터는 삭제를 허용하기 위해 비트 대신 카운터를 유지합니다.

답

D · 그 비트가 다른 원소에도 속할 수 있어 거짓 음성을 일으키기 때문에
5.그래프 이론

답: k = 3

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

8 − 1 = 7

제거할 간선

k = 10 − 7 = 3

답

k = 3
6.그래프 이론

답: 간선 GB

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

1. EF (1)
2. AC (2)
3. BD (3)
4. GB (4)
5. CE (7)
6. DE (8)

간선 번호 4

GB

답

간선 GB

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