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

많은 라이브러리 정렬 루틴이 아주 작은 부분 배열에서 삽입 정렬로 전환하는 이유는 무엇입니까?

  1. A재귀 알고리즘은 원소가 10개 미만인 배열을 처리하지 못하기 때문에
  2. B삽입 정렬은 최악의 경우 O(n log n)이기 때문에
  3. C큰 입력에서 삽입 정렬이 다른 어떤 정렬 알고리즘보다 메모리를 적게 쓰기 때문에
  4. D삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에
2.알고리즘과 복잡도어려움

클래스 P의 올바른 정의는 무엇입니까?

  1. A해를 다항 시간에 검증할 수는 있지만 찾는 것은 절대 불가능한 문제
  2. B결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제
  3. C모든 컴퓨터에서 지수 시간이 필요한 문제
  4. D병렬로 풀 수 있는 문제
3.자료구조보통

원소가 n개인 배열의 중간에 원소를 삽입하는 비용은 얼마입니까?

  1. A이진 탐색 때문에 O(log n)
  2. B인덱스를 알고 있으므로 O(1)
  3. C각 원소가 n번 이동하므로 O(n²)
  4. D뒤의 원소들을 이동시켜야 하므로 O(n)
4.자료구조어려움

단일 연결 리스트를 제자리에서 뒤집는 데 드는 시간과 추가 공간 비용은 얼마입니까?

  1. AO(n log n) 시간과 O(1) 추가 공간
  2. BO(1) 시간과 O(1) 추가 공간
  3. CO(n) 시간과 O(1) 추가 공간
  4. DO(n) 시간과 O(n) 추가 공간
5.그래프 이론보통
ABCDE오일러 회로오일러 경로, 회로 없음둘 다 아님

연결 그래프에 오일러 회로가 있는가, 회로가 아닌 오일러 경로가 있는가, 둘 다 없는가? 답을 클릭하세요.

|V| = 5|E| = 5
  1. 1오일러 회로
  2. 2오일러 경로, 회로 없음
  3. 3둘 다 아님
6.그래프 이론어려움
11121972520861510ABCDEFG

가중 그래프의 최소 신장 트리의 총 가중치 W을(를) 구하시오.

|V| = 7|E| = 11
W =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: D · 삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에

이것이 답인 이유

n이 작으면 삽입 정렬의 단순한 루프가 O(n²)이더라도 퀵 정렬이나 병합 정렬의 재귀 오버헤드보다 빠릅니다.

답

D · 삽입 정렬은 오버헤드가 적고 작거나 거의 정렬된 입력에서 빠르기 때문에
2.알고리즘과 복잡도

답: B · 결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제

이것이 답인 이유

P는 그래프가 연결되어 있는지 확인하는 것처럼 결정적 다항 시간 알고리즘이 있는 결정 문제를 포함합니다.

답

B · 결정적 알고리즘으로 다항 시간에 풀 수 있는 결정 문제
3.자료구조

답: D · 뒤의 원소들을 이동시켜야 하므로 O(n)

이것이 답인 이유

삽입 지점 이후의 모든 원소가 오른쪽으로 한 칸씩 이동하므로 n에 비례하는 시간이 걸립니다.

답

D · 뒤의 원소들을 이동시켜야 하므로 O(n)
4.자료구조

답: C · O(n) 시간과 O(1) 추가 공간

이것이 답인 이유

포인터 세 개(이전, 현재, 다음)를 유지하면 새 노드를 할당하지 않고 한 번의 패스로 각 링크를 뒤집을 수 있습니다.

답

C · O(n) 시간과 O(1) 추가 공간
5.그래프 이론

답: 오일러 경로, 회로 없음

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.

차수

deg(A) = 2, deg(B) = 3, deg(C) = 1, deg(D) = 2, deg(E) = 2

홀수 정점

B, C → 2
오일러 경로, 회로 없음

답

오일러 경로, 회로 없음

오일러 경로는 한 홀수 정점에서 시작해 다른 홀수 정점에서 끝납니다.

6.그래프 이론

답: W = 39

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

CE (2): 선택
DE (5): 선택
GB (6): 선택
BD (7): 선택
EF (8): 선택
GE (10): 건너뜀, 사이클이 생김
AB (11): 선택

총 가중치

W = 2 + 5 + 6 + 7 + 8 + 11 = 39

답

W = 39

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