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

간선 가중치가 음이 아닌 그래프에서 하나의 출발점으로부터 최단 경로를 찾는 알고리즘은 무엇입니까?

A모든 경우에 Bellman–Ford가 필요함
BKruskal 알고리즘
CDijkstra 알고리즘
D깊이 우선 탐색(DFS)

2.알고리즘과 복잡도어려움

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

AΘ(n^{log₂ 3}), 약 n^1.585
BΘ(n log n)
CΘ(n³)
DΘ(n²)

3.자료구조보통

충돌한 키들을 같은 버킷의 리스트에 저장하는 충돌 해결 방법은 무엇입니까?

A이중 해싱(Double hashing)
B이차 탐사(Quadratic probing)
C분리 체이닝(Separate chaining)
D선형 탐사(Linear probing)

4.자료구조어려움

AVL 노드가 왼쪽 자식의 오른쪽 서브트리가 너무 높아져 불균형해졌습니다(left-right 경우). 어떤 수정이 적용됩니까?

A노드에서 단일 왼쪽 회전
B왼쪽 자식에서 왼쪽 회전 후 노드에서 오른쪽 회전
C왼쪽 자식에서 오른쪽 회전 후 노드에서 왼쪽 회전
D노드에서 단일 오른쪽 회전

5.그래프 이론보통

연결 그래프의 정점이 9개이고 간선이 13개이다. 신장 트리가 남도록 제거해야 하는 간선은 몇 개(k)인가?

|V| = 9|E| = 13

k =

6.그래프 이론어려움

다익스트라 알고리즘으로 가중 그래프에서 A에서 F까지의 최단 경로의 길이 d(F)을(를) 구하시오.

시작: A끝: F

d(F) =

3용액

1.알고리즘과 복잡도

답: C · Dijkstra 알고리즘

이것이 답인 이유

Dijkstra 알고리즘은 음이 아닌 가중치에서 작동하고, Bellman–Ford는 음의 가중치를 처리하며, Kruskal은 최소 신장 트리를 만듭니다.

답

C · Dijkstra 알고리즘

2.알고리즘과 복잡도

답: A · Θ(n^{log₂ 3}), 약 n^1.585

이것이 답인 이유

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

답

A · Θ(n^{log₂ 3}), 약 n^1.585

3.자료구조

답: C · 분리 체이닝(Separate chaining)

이것이 답인 이유

체이닝은 버킷마다 연결 리스트(또는 다른 구조)를 유지하고, 개방 주소법은 테이블 안에서 다른 빈 슬롯을 찾습니다.

답

C · 분리 체이닝(Separate chaining)

4.자료구조

답: B · 왼쪽 자식에서 왼쪽 회전 후 노드에서 오른쪽 회전

이것이 답인 이유

첫 번째 회전이 left-right 경우를 left-left 경우로 바꾸고, 그다음 불균형 노드에서의 오른쪽 회전이 이를 고칩니다.

답

B · 왼쪽 자식에서 왼쪽 회전 후 노드에서 오른쪽 회전

5.그래프 이론

답: k = 5

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.

신장 트리의 간선

9 − 1 = 8

제거할 간선

k = 13 − 8 = 5

답

k = 5

6.그래프 이론

답: d(F) = 8

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.

단계별 다익스트라

각 줄: 확정된 정점, 그 최종 거리, 거리가 개선되는 이웃.

A (0): B: 14, C: 1

C (1): E: 2

E (2): D: 12, F: 8, B: 7

B (7)

F (8): D: 11

D (11)

최단 경로

A → C → E → F

d(F) = 8

답

d(F) = 8

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