Duomenų struktūros ir algoritmai: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 6 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniaiAtgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Grafų teorija

Rankų paspaudimo lema
Σ deg(v) = 2|E|
Pilnieji grafai
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Reguliarusis grafas
|E| = n·k/2
Medis ir miškas
|E| = n − 1, |E| = n − c
Medžio lapai
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Oileris
ciklas: visų viršūnių laipsniai lyginiai; kelias: lygiai 2 nelyginio laipsnio viršūnės
Hamiltono ciklai grafe Kn
(n − 1)!/2
Dijkstros atnaujinimas
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
L ilgio maršrutai
(Mᴸ)ij

Metodas

  1. Užrašykite kiekvienos viršūnės laipsnį; laipsnių suma lygi dvigubam briaunų skaičiui.
  2. Oilerio uždaviniuose patikrinkite, ar grafas jungus, ir suskaičiuokite nelyginio laipsnio viršūnes.
  3. Medžiams naudokite n − 1 briaunų ir rankų paspaudimo lemą.
  4. Dijkstros algoritme laikykite preliminarių atstumų lentelę ir kiekviename etape užfiksuokite mažiausio atstumo dar neužfiksuotą viršūnę.
  5. Minimaliam karkasiniam medžiui surikiuokite briaunas pagal svorį ir praleiskite kiekvieną briauną, uždarančią ciklą (Kruskalis), arba auginkite vieną medį iš pradinės viršūnės (Primas).

2Uždaviniai

1.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Kam lygus rekurentinės lygties T(n) = 2T(n − 1) + O(1) sprendinys?

  1. AO(n)
  2. BO(2ⁿ)
  3. CO(n log n)
  4. DO(n²)
2.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Kuris algoritmas randa minimalų jungiamąjį medį, pakartotinai pridėdamas pigiausią briauną, kuri nesudaro ciklo?

  1. AKruskalo algoritmas
  2. BFloido–Voršalo algoritmas
  3. CDijkstros algoritmas
  4. DPrimo algoritmas, pradedant nuo vienos viršūnės
3.Duomenų struktūrosVidutinis

Koks yra blogiausio atvejo dvejetainio paieškos medžio su n mazgų aukštis, jei raktai įterpiami surikiuota tvarka?

  1. An (medis tampa susietuoju sąrašu)
  2. B√n
  3. C1
  4. Dlog₂ n
4.Duomenų struktūrosSunkus

Esant paprastam tolygiam maišymui, koks tikėtinas paieškos laikas maišos lentelėje su grandinėmis, n raktų ir m kibirų?

  1. AO(m)
  2. BO(log n)
  3. CO(n)
  4. DO(1 + α), kur α = n / m
5.Grafų teorijaVidutinis
ABCDEFOilerio ciklasOilerio kelias, ne ciklasnei viena

Ar jungus grafas turi Oilerio ciklą, Oilerio kelią, kuris nėra ciklas, ar nei vieno? Spustelėkite savo atsakymą.

|V| = 6|E| = 7
  1. 1Oilerio ciklas
  2. 2Oilerio kelias, ne ciklas
  3. 3nei viena
6.Grafų teorijaSunkus
ABCDEF

Kiek yra 2 ilgio maršrutų iš D į E? Maršrutas gali kartoti viršūnes ir briaunas. Pažymėkite skaičių N.

M = gretimumo matricaL = 2
N =

3Tirpalai

1.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · O(2ⁿ)

Kodėl tai yra atsakymas

Kvietimų skaičius kiekviename lygmenyje padvigubėja, o lygmenų yra n, todėl iš viso gaunama apie 2ⁿ, kaip Hanojaus bokštų uždavinyje.

Atsakymas

B · O(2ⁿ)
2.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · Kruskalo algoritmas

Kodėl tai yra atsakymas

Kruskalo algoritmas surikiuoja briaunas pagal svorį ir prideda jas, jei jos jungia skirtingas komponentes; Primo algoritmas augina vieną medį nuo pradinės viršūnės.

Atsakymas

A · Kruskalo algoritmas
3.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · n (medis tampa susietuoju sąrašu)

Kodėl tai yra atsakymas

Įterpiant surikiuotus raktus susidaro išsigimęs n aukščio medis, todėl paieška tampa O(n). Subalansuoti medžiai to išvengia.

Atsakymas

A · n (medis tampa susietuoju sąrašu)
4.Duomenų struktūros

Atsakymas: D · O(1 + α), kur α = n / m

Kodėl tai yra atsakymas

Maišos reikšmės apskaičiavimas kainuoja O(1), o tikėtinas grandinės ilgis yra α, todėl, keičiant dydį ir taip ribojant α, gaunamas O(1) tikėtinas laikas.

Atsakymas

D · O(1 + α), kur α = n / m
5.Grafų teorija

Atsakymas: Oilerio kelias, ne ciklas

Oileris, Hamiltonas ir medžiai: jungus grafas turi Oilerio ciklą (kiekviena briauna vieną kartą, grįžtama į pradžią), kai kiekvienos viršūnės laipsnis lyginis, ir Oilerio kelią, kuris nėra ciklas, kai lygiai dvi viršūnės turi nelyginį laipsnį; tada kelias eina iš vienos nelyginės viršūnės į kitą. Hamiltono ciklas aplanko kiekvieną viršūnę vieną kartą; Kn jų turi (n − 1)!/2. Medis su n viršūnių turi n − 1 briauną, o jungus grafas su m briaunų turi karkasinį medį, pašalinus m − n + 1 briaunų.

Laipsniai

deg(A) = 2, deg(B) = 3, deg(C) = 2, deg(D) = 2, deg(E) = 4, deg(F) = 1

Nelyginės viršūnės

B, F → 2
Oilerio kelias, ne ciklas

Atsakymas

Oilerio kelias, ne ciklas

Oilerio kelias prasideda vienoje nelyginėje viršūnėje ir baigiasi kitoje.

6.Grafų teorija

Atsakymas: N = 2

Laipsniai: viršūnės laipsnis yra joje susitinkančių briaunų skaičius. Kiekviena briauna turi du galus, todėl laipsnių suma lygi dvigubam briaunų skaičiui: Σ deg(v) = 2|E| (rankų paspaudimo lema). Todėl nelyginio laipsnio viršūnių skaičius lyginis. Kn turi n(n − 1)/2 briaunų, k-reguliarusis grafas su n viršūnių – nk/2, o medis su n viršūnių – n − 1 briauną.

Gretimumo matrica

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 1
E: 0 1 0 1 0 1
F: 0 0 0 1 1 0

Bendri kaimynai

(M²)DE = 0·0 + 1·1 + 0·0 + 0·1 + 1·0 + 1·1 = 2

Atsakymas

N = 2

ExamProblems · examproblems.com/courses/data-structures-and-algorithms