Struktur Data dan Algoritma: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 6 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Teori graf

Lema jabat tangan
Σ deg(v) = 2|E|
Graf lengkap
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Graf sekata
|E| = n·k/2
Pokok dan hutan
|E| = n − 1, |E| = n − c
Daun sesebuah pokok
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
litar: semua darjah genap; laluan: tepat 2 darjah ganjil
Litar Hamilton dalam Kn
(n − 1)!/2
Kemas kini Dijkstra
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Jalan sepanjang L
(Mᴸ)ij

Kaedah

  1. Tulis darjah setiap bucu; jumlah darjah ialah dua kali bilangan sisi.
  2. Untuk soalan Euler, semak bahawa graf itu bersambung dan kira bucu yang berdarjah ganjil.
  3. Untuk pokok, gunakan n − 1 sisi dan lema jabat tangan.
  4. Untuk Dijkstra, simpan jadual jarak sementara dan tetapkan bucu tidak tetap yang paling kecil dalam setiap pusingan.
  5. Untuk pokok rentang minimum, isih sisi mengikut berat dan langkau setiap sisi yang menutup satu kitaran (Kruskal), atau tumbuhkan satu pokok daripada bucu permulaan (Prim).

2Soalan latihan

1.Algoritma & kerumitanSederhana

Betulkah untuk mengatakan bahawa algoritma O(n²) juga O(n³)?

  1. ATidak, kerana Big O mesti sentiasa menyatakan kadar pertumbuhan yang tepat bagi fungsi itu
  2. BYa, kerana Big O ialah batas atas dan n² tumbuh tidak lebih pantas daripada n³
  3. CYa, tetapi hanya jika n kurang daripada 100
  4. DTidak, kerana n³ lebih kecil daripada n² untuk n yang besar
2.Algoritma & kerumitanSukar

Masalah kebolehpuasan manakah yang diketahui boleh diselesaikan dalam masa polinomial?

  1. AKebolehpuasan litar
  2. B2-SAT, yang setiap klausanya mempunyai paling banyak dua literal
  3. CSAT am pada formula dalam bentuk normal konjungtif
  4. D3-SAT, yang setiap klausanya mempunyai tepat tiga literal
3.Struktur dataSederhana

Dalam timbunan min binari yang disimpan dalam tatasusunan (indeks bermula pada 0), anak bagi nod pada indeks i berada pada:

  1. A2i dan 2i + 1
  2. B2i + 1 dan 2i + 2
  3. Ci + 1 dan i + 2
  4. Di/2 dan i/2 + 1
4.Struktur dataSukar

Bagi setiap elemen tatasusunan anda mahu elemen lebih besar seterusnya di sebelah kanannya, dalam jumlah masa O(n). Struktur manakah yang membantu?

  1. ABaris gilir yang menyimpan setiap pasangan elemen
  2. BJadual cincang semua elemen
  3. CTindanan yang menyimpan elemen yang menunggu jawapannya
  4. DPokok carian binari yang dibina semula bagi setiap elemen
5.Teori grafSederhana

Graf bersambung mempunyai 13 bucu dan 14 sisi. Berapa banyak sisi k yang mesti dibuang untuk meninggalkan pokok rentang?

|V| = 13|E| = 14
k =
6.Teori grafSukar
ABCDEF

Berapa banyak jalan tertutup sepanjang 2 bermula dan berakhir di E? Jalan boleh mengulang bucu dan sisi. Panggil nombor ini N.

M = matriks kejirananL = 2
N =

3Larutan

1.Algoritma & kerumitan

Jawapan: B · Ya, kerana Big O ialah batas atas dan n² tumbuh tidak lebih pantas daripada n³

Mengapa ini jawapannya

Big O ialah batas atas, jadi pernyataan itu benar tetapi tidak ketat; Θ(n²) menyatakan kadar pertumbuhan yang tepat.

Jawapan

B · Ya, kerana Big O ialah batas atas dan n² tumbuh tidak lebih pantas daripada n³
2.Algoritma & kerumitan

Jawapan: B · 2-SAT, yang setiap klausanya mempunyai paling banyak dua literal

Mengapa ini jawapannya

2-SAT berada dalam P (masa linear melalui komponen terhubung kuat), manakala 3-SAT ialah NP-lengkap.

Jawapan

B · 2-SAT, yang setiap klausanya mempunyai paling banyak dua literal
3.Struktur data

Jawapan: B · 2i + 1 dan 2i + 2

Mengapa ini jawapannya

Bagi tatasusunan berasaskan 0, anak kiri berada pada 2i + 1, anak kanan pada 2i + 2, dan induk pada ⌊(i − 1)/2⌋.

Jawapan

B · 2i + 1 dan 2i + 2
4.Struktur data

Jawapan: C · Tindanan yang menyimpan elemen yang menunggu jawapannya

Mengapa ini jawapannya

Mengimbas dari kiri ke kanan, pop setiap elemen tindanan yang lebih kecil daripada yang semasa (elemen semasa ialah jawapan mereka), kemudian push-nya; setiap elemen bergerak paling banyak dua kali.

Jawapan

C · Tindanan yang menyimpan elemen yang menunggu jawapannya
5.Teori graf

Jawapan: k = 2

Euler, Hamilton dan pokok: graf bersambung mempunyai litar Euler (setiap sisi sekali, kembali ke permulaan) apabila setiap bucu berdarjah genap, dan laluan Euler yang bukan litar apabila tepat dua bucu berdarjah ganjil; laluan itu kemudian bermula dari satu bucu ganjil ke bucu ganjil yang lain. Litar Hamilton melawat setiap bucu sekali; Kn mempunyai (n − 1)!/2 daripadanya. Pokok pada n bucu mempunyai n − 1 sisi, dan graf bersambung dengan m sisi mengekalkan pokok rentang selepas membuang m − n + 1 sisi.

Sisi pokok rentang

13 − 1 = 12

Sisi untuk dibuang

k = 14 − 12 = 2

Jawapan

k = 2
6.Teori graf

Jawapan: N = 3

Darjah: darjah sesuatu bucu ialah bilangan sisi yang bertemu padanya. Setiap sisi mempunyai dua hujung, maka jumlah darjah ialah dua kali bilangan sisi: Σ deg(v) = 2|E| (lema jabat tangan). Bilangan bucu berdarjah ganjil oleh itu genap. Kn mempunyai n(n − 1)/2 sisi, graf k-sekata pada n bucu mempunyai nk/2, dan pokok pada n bucu mempunyai n − 1 sisi.

Matriks kejiranan

A: 0 1 1 0 0 0
B: 1 0 1 0 0 0
C: 1 1 0 0 1 0
D: 0 0 0 0 1 1
E: 0 0 1 1 0 1
F: 0 0 0 1 1 0

Jiran sepunya

(M²)EE = 0·0 + 0·0 + 1·1 + 1·1 + 0·0 + 1·1 = 3

Jawapan

N = 3

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