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

동전이 1, 3, 4이고 금액이 6일 때, 탐욕적인 "가장 큰 동전 먼저" 방법은 최적과 비교하여 동전을 몇 개 사용합니까?

  1. A탐욕은 3개, 최적은 2개
  2. B탐욕은 4개, 최적은 3개
  3. C탐욕은 3개, 최적은 3개
  4. D탐욕은 2개, 최적은 2개
2.알고리즘과 복잡도어려움

카라추바 곱셈은 T(n) = 3T(n/2) + O(n)을 만족합니다. 해는 무엇입니까?

  1. AΘ(n log n)
  2. BΘ(n3)
  3. CΘ(nlog₂ 3), 약 n1.585
  4. DΘ(n²)
3.자료구조보통

이진 탐색 트리의 한 노드에 오른쪽 서브트리가 있습니다. 그 노드의 중위 후속자(in-order successor)는 어디에 있습니까?

  1. A오른쪽 서브트리의 가장 왼쪽 노드
  2. B왼쪽 서브트리의 가장 오른쪽 노드
  3. C항상 부모
  4. D항상 오른쪽 자식
4.자료구조어려움

키 5, 3, 8, 1을 이 순서로 빈 배열 기반 이진 최소 힙에 삽입합니다. 최종 배열은 무엇입니까?

  1. A[1, 3, 8, 5]
  2. B[1, 3, 5, 8]
  3. C[1, 5, 8, 3]
  4. D[3, 1, 8, 5]
5.그래프 이론보통

연결 그래프의 정점이 15개이고 간선이 16개이다. 신장 트리가 남도록 제거해야 하는 간선은 몇 개(k)인가?

|V| = 15|E| = 16
k =
6.그래프 이론어려움
ABCDE

B에서 출발해 같은 정점으로 돌아오는 길이 3의 닫힌 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 · 탐욕은 3개, 최적은 2개

이것이 답인 이유

탐욕은 4 + 1 + 1 = 3개를 쓰지만 3 + 3은 2개만 쓰므로, 이 동전 체계에서 탐욕은 최적이 아니고 동적 계획법이 최적입니다.

답

A · 탐욕은 3개, 최적은 2개
2.알고리즘과 복잡도

답: C · Θ(nlog₂ 3), 약 n1.585

이것이 답인 이유

log₂ 3 ≈ 1.585 > 1이므로 마스터 정리에 따라 잎이 지배하며, O(n²)인 초등학교 방법보다 빠릅니다.

답

C · Θ(nlog₂ 3), 약 n1.585
3.자료구조

답: A · 오른쪽 서브트리의 가장 왼쪽 노드

이것이 답인 이유

노드보다 크면서 가까운 키는 모두 오른쪽 서브트리에 있고, 그중 가장 작은 것은 그곳의 가장 왼쪽 노드입니다.

답

A · 오른쪽 서브트리의 가장 왼쪽 노드
4.자료구조

답: A · [1, 3, 8, 5]

이것이 답인 이유

5, 3, 8 다음에 배열은 [3, 5, 8]입니다. 1은 인덱스 3에 들어가 부모 5와 교환된 뒤 3과 교환되어 [1, 3, 8, 5]가 됩니다.

답

A · [1, 3, 8, 5]
5.그래프 이론

답: k = 2

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

15 − 1 = 14

제거할 간선

k = 16 − 14 = 2

답

k = 2
6.그래프 이론

답: N = 6

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

한 걸음 더

(M³)BB = 1·1 + 4·0 + 2·1 + 1·1 + 2·1 = 6

답

N = 6

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