Entwurfsparadigmen: Interaktive Quizfragen für Algorithmen und Datenstrukturen

Question 1

Beschreiben Sie den Divide-and-Conquer-Ansatz und vergleichen Sie seine Eigenschaften mit denen des Brute-Force-Ansatzes.

Accepted Answer

Divide-and-Conquer: Teilt ein Problem in kleinere Teilprobleme auf und kombiniert deren Lösungen.

Accepted Answer

Brute-Force: Überprüft alle möglichen Lösungen.

Answer

Divide-and-Conquer: Nutzt Heuristiken, um gute, aber nicht unbedingt optimale Lösungen zu finden.

Answer

Brute-Force: Verkleinert den Lösungsraum durch Problemkomprimierung.

Question 2

Beschreiben Sie die Schritte eines Divide-and-Conquer-Algorithmus, um das kleinste Element in einem sortierten Array zu finden.

Accepted Answer

Teile das Array in zwei Hälften. Finde rekursiv das kleinste Element in beiden Hälften. Vergleiche die gefundenen Elemente und gib das kleinere zurück.

Answer

Sortiere das Array und gib dann das erste Element aus.

Answer

Durchlaufe das Array linear und finde das kleinste Element.

Answer

Teile das Array in drei Hälften und finde rekursiv das kleinste Element in jeder Hälfte.

Question 3

Welches der folgenden Entwurfsparadigmen basiert auf der schrittweisen Zerlegung eines Problems in immer kleinere Teilprobleme, die dann einzeln gelöst werden?

Accepted Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Dynamische Programmierung

Answer

Backtracking

Question 4

Welches Merkmal ist typisch für Greedy-Algorithmen?

Accepted Answer

Kann zu lokal optimalen Lösungen führen

Answer

Geringe Laufzeit

Answer

Garantiert optimale Lösungen

Answer

Geeignet für komplexe Optimierungsprobleme

Question 5

Welche Vorgehensweise wird beim Divide-and-Conquer-Algorithmus zur Problemlösung angewandt?

Accepted Answer

Alle genannten Vorgehensweisen

Answer

Aufspaltung des Problems in kleinere Teilprobleme

Answer

Ermittlung einer optimalen Lösung für jedes Teilproblem

Answer

Kombination der Lösungen der Teilprobleme

Question 6

Welcher Algorithmus verfolgt das Prinzip, bei jedem Schritt die lokal beste Wahl zu treffen?

Accepted Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Divide-and-Conquer-Algorithmus

Answer

Dynamischer Programmieralgorithmus

Answer

Zufallsalgorithmus

Question 7

Welche Aussage über die Zeitkomplexität von Greedy-Algorithmen ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie hängt von der konkreten Aufgabe ab.

Answer

Sie ist immer polynomial.

Answer

Sie kann exponentiell sein.

Answer

Sie ist immer linear.

Question 8

Welcher Vorteil ergibt sich aus Divide-and-Conquer-Algorithmen?

Accepted Answer

Sie sind parallelisierbar.

Answer

Sie liefern immer eine optimale Lösung.

Answer

Sie benötigen keinen zusätzlichen Speicherplatz.

Answer

Sie sind einfach zu implementieren.

Question 9

Welcher Nachteil ist mit Greedy-Algorithmen verbunden?

Accepted Answer

Sie können zu lokalen Optima führen.

Answer

Sie sind schwer zu implementieren.

Answer

Sie benötigen viel Speicherplatz.

Answer

Sie sind immer langsamer als Divide-and-Conquer-Algorithmen.

Question 10

Welche Aufgabe kann nicht mit einem Greedy-Algorithmus gelöst werden?

Accepted Answer

Ermittlung des kürzesten Pfads in einem Graphen

Answer

Ermittlung des maximalen Teilarrays in einem Array

Answer

Berechnung der minimalen Anzahl von Münzen zum Wechseln eines Betrags

Answer

Berechnung der maximalen Anzahl von Objekten, die in einen Rucksack passen

Question 11

Welche Aussage zur Effizienz von Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Laufzeit eines Algorithmus wird oft mit der O-Notation angegeben.

Accepted Answer

Die Speicherkomplexität eines Algorithmus beschreibt den maximal benötigten Speicherplatz.

Answer

Die Effizienzanalyse ist nur für Algorithmen mit großen Eingaben wichtig.

Answer

Die Laufzeit eines Divide-and-Conquer-Algorithmus ist immer O(n).

Question 12

Welcher der folgenden Algorithmen verwendet das Divide-and-Conquer-Paradigma?

Accepted Answer

Quicksort-Algorithmus

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Kruskal-Algorithmus

Question 13

Welches Merkmal zeichnet Greedy-Algorithmen aus?

Accepted Answer

Sie treffen Schritt für Schritt Entscheidungen basierend auf dem aktuellen Zustand.

Answer

Sie finden immer die beste Lösung.

Answer

Ihre Laufzeit liegt immer bei O(n^2).

Question 14

Welches der folgenden ist **keine** Eigenschaft von Greedy-Algorithmen?

Accepted Answer

Sie finden immer die global optimale Lösung.

Answer

Sie sind inkrementell und bauen auf vorherigen Entscheidungen auf.

Answer

Sie treffen lokale Entscheidungen, um die aktuellen Kosten zu minimieren.

Answer

Sie sind in der Regel effizient.

Question 15

Welcher Algorithmus verwendet den Divide-and-Conquer-Ansatz, um ein Problem in kleinere Unterprobleme zu zerlegen?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Bellman-Ford-Algorithmus

Answer

Prim-Algorithmus

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Question 16

Welcher der folgenden ist ein **Vorteil** von Divide-and-Conquer-Algorithmen?

Accepted Answer

Effizienz und Skalierbarkeit bei großen Eingaben.

Answer

Erfordert keine zusätzliche Datenstrukturen.

Answer

Immer garantiert die optimale Lösung.

Answer

Einfach zu implementieren und zu verstehen.

Question 17

Welcher der folgenden Algorithmen verwendet einen rekursiven Aufruf, um ein Problem zu lösen?

Accepted Answer

Quick Sort

Answer

Selection Sort

Answer

Bubble Sort

Answer

Insertion Sort

Question 18

Welche der folgenden Aussagen über Divide-and-Conquer-Algorithmen ist **falsch**?

Accepted Answer

Sie sind immer effizienter als Brute-Force-Algorithmen.

Answer

Sie lösen die Unterprobleme rekursiv oder iterativ.

Answer

Sie zerlegen das Problem in kleinere Unterprobleme.

Question 19

Welcher der folgenden Algorithmen verwendet den Greedy-Ansatz, um einen Spannbaum in einem Graphen zu konstruieren?

Accepted Answer

Kruskals Algorithmus

Answer

Floyd-Warshall-Algorithmus

Answer

Bellman-Ford-Algorithmus

Answer

Dijkstras Algorithmus

Question 20

Welcher Vorteil zeichnet Teile-und-Herrsche-Algorithmen aus?

Accepted Answer

Zerlegung des Problems in kleinere, leichter lösbare Teilprobleme

Answer

Garantie einer garantiert optimalen Lösung

Answer

Geringerer Speicherbedarf

Question 21

Welche Aussage über Greedy-Algorithmen ist nicht zutreffend?

Accepted Answer

Sie liefern immer eine garantiert optimale Lösung.

Answer

Sie sind häufig effizienter als andere Algorithmen.

Answer

Sie basieren auf der Annahme lokal optimaler Entscheidungen.

Answer

Sie sind ungeeignet für Probleme mit überlappenden Teilproblemen.

Question 22

Welche Laufzeitkomplexität ist typisch für Divide-and-Conquer-Algorithmen?

Accepted Answer

O(n log n)

Answer

O(1)

Answer

O(2^n)

Answer

O(n^2)

Question 23

Welche Aussage über die Anwendbarkeit von Greedy-Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können für Probleme mit komplexen Einschränkungen ungeeignet sein.

Answer

Sie eignen sich gut für Probleme mit überlappenden Teilproblemen.

Answer

Sie stellen immer die effizientesten Algorithmen dar.

Question 24

Welche Aussage über Entwurfsparadigmen ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie bieten allgemeine Lösungsansätze für bestimmte Problemtypen.

Answer

Sie garantieren immer die effizienteste Lösung.

Answer

Sie sind ausschließlich für komplexe Probleme geeignet.

Question 25

Welches Prinzip ist **nicht** charakteristisch für Greedy-Algorithmen?

Accepted Answer

Anstreben globaler Optimierung

Answer

Treffen lokaler Entscheidungen

Answer

Befolgen des Prinzips der induktiven Subprobleme

Question 26

Welche Aussage über Divide-and-Conquer-Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Zerlegen des Problems in kleinere, ähnliche Teilprobleme

Answer

Finden der Lösung durch Iteration

Answer

Sequenzielles Lösen der Teilprobleme

Question 27

Welche Einschränkung ist mit Divide-and-Conquer-Algorithmen verbunden?

Accepted Answer

Potenziell große Rekursionstiefe

Answer

Immer effizient

Answer

Garantie einer optimalen Lösung

Answer

Einfache Implementierung

Question 28

Mit welcher Methode wird die Laufzeit von Algorithmen analysiert?

Accepted Answer

Master-Theorem

Answer

Greedy-Algorithmen

Answer

Binäre Suche

Answer

Dynamische Programmierung

Question 29

Welcher Vorteil von Divide-and-Conquer-Algorithmen gegenüber Greedy-Algorithmen?

Accepted Answer

Häufig garantieren sie eine optimale Lösung

Answer

Einfachere Implementierung

Answer

Immer effizienter

Answer

Erfordern keine globalen Informationen

Question 30

Welche Aussage über die Rekursion in Divide-and-Conquer-Algorithmen ist zutreffend?

Accepted Answer

Zerlegen des Problems bis zum Erreichen einer Basisbedingung

Answer

Speichern des gesamten Rekursionsstapels im Speicher

Answer

Iteratives Lösen des Problems

Question 31

Welcher der folgenden Algorithmen ist ein Beispiel für einen Greedy-Algorithmus?

Accepted Answer

Dijkstra-Algorithmus zur Pfadfindung

Answer

Binäre Suche zum Finden eines Elements in einem sortierten Array

Answer

Merge-Sort zur Sortierung eines Arrays

Answer

Quicksort zur Sortierung eines Arrays

Question 32

Was ist das Divide-and-Conquer-Entwurfsparadigma?

Accepted Answer

Ein Problem wird in kleinere Teilprobleme zerlegt, die unabhängig gelöst und zu einer Lösung des ursprünglichen Problems kombiniert werden.

Answer

Ein Problem wird immer wieder auf sich selbst angewendet, bis ein Basisfall erreicht ist.

Question 33

Welche Eigenschaft eines Problems macht es für einen Greedy-Algorithmus geeignet?

Accepted Answer

Die optimale Teilösung führt immer zu einer optimalen Gesamtlösung.

Answer

Das Problem kann rekursiv gelöst werden.

Answer

Die Gewinnfunktion ist konvex.

Question 34

Welche Aussage über Divide-and-Conquer-Algorithmen ist richtig?

Accepted Answer

Sie haben in der Regel eine Rekursionstiefe von O(log n).

Answer

Sie sind immer effizienter als Greedy-Algorithmen.

Answer

Sie sind immer deterministisch.

Answer

Sie können nur auf Probleme mit linearer Ordnung angewendet werden.

Question 35

Welcher Ansatz wird zur Analyse der Lösungskomplexität von Divide-and-Conquer-Algorithmen verwendet?

Accepted Answer

Master-Theorem

Answer

Zählanalyse

Answer

Amortisierte Analyse

Answer

Dynamische Programmierung

Question 36

Welcher Divide-and-Conquer-Algorithmus wird zur Lösung von Optimierungsproblemen verwendet?

Accepted Answer

Branch-and-Bound-Algorithmus

Answer

Kruskal-Algorithmus zum Auffinden eines minimalen Spannbaums

Answer

Dijkstra-Algorithmus zur Pfadfindung

Answer

Bellman-Ford-Algorithmus zur Pfadfindung

Question 37

Welche Aussage über die Zeitkomplexität von Greedy-Algorithmen trifft zu?

Accepted Answer

Sie kann linear, polynomial oder exponentiell sein.

Answer

Sie ist immer polynomial.

Answer

Sie ist immer linear.

Question 38

Welches der folgenden Merkmale trifft am besten auf Greedy-Algorithmen zu?

Accepted Answer

Sie treffen Entscheidungen, indem sie die jeweils beste lokale Option auswählen, in der Hoffnung, ein globales Optimum zu erreichen.

Answer

Sie ermitteln die optimale Lösung für jedes Problem, indem sie alle möglichen Lösungen prüfen.

Answer

Sie lösen Probleme, indem sie sie in kleinere Teilaufgaben aufteilen und diese rekursiv lösen.

Question 39

Welches der folgenden Probleme eignet sich für die Lösung mit einem Greedy-Algorithmus?

Accepted Answer

Das Wechselgeldproblem

Answer

Das Sortieren eines Arrays

Answer

Das Problem des Handlungsreisenden

Question 40

Welche der folgenden Aussagen beschreibt KEINE Eigenschaft von Divide-and-Conquer-Algorithmen?

Accepted Answer

Die Unterprobleme müssen unabhängig voneinander gelöst werden.

Answer

Die Lösungen der Unterprobleme werden zu einer Lösung des Gesamtproblems kombiniert.

Answer

Das Problem wird in kleinere Unterprobleme zerlegt.

Question 41

Welcher der folgenden Algorithmen ist ein typisches Beispiel für einen Divide-and-Conquer-Algorithmus?

Accepted Answer

Mergesort

Answer

Bubblesort

Answer

Insertion Sort

Answer

Selection Sort

Question 42

Welche Strategie wird in der Regel in einem Greedy-Algorithmus für das Wechselgeldproblem verwendet?

Accepted Answer

Die größte verfügbare Münze zu wählen, die kleiner als der Restbetrag ist.

Answer

Die kleinste verfügbare Münze zu wählen, die kleiner als der Restbetrag ist.

Answer

Die am häufigsten verwendete Münze auszuwählen.

Question 43

Welche Aussage beschreibt die Komplexität eines Divide-and-Conquer-Algorithmus am besten?

Accepted Answer

Sie hängt von der Komplexität der Unterprobleme und den Kosten für die Kombination der Lösungen ab.

Answer

Sie ist immer logarithmisch.

Answer

Sie ist immer linear.

Question 44

Welches Problem kann möglicherweise nicht effizient mit einem Divide-and-Conquer-Algorithmus gelöst werden?

Accepted Answer

Ein Problem, bei dem die Unterprobleme stark voneinander abhängig sind.

Answer

Ein Problem, das eine Lösung aus den Lösungen der Unterprobleme kombinieren kann.

Answer

Ein Problem, das rekursiv in kleinere Unterprobleme zerlegt werden kann.

Question 45

Welche Aussage über die Effizienz von Greedy-Algorithmen und Divide-and-Conquer-Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Effizienz von Greedy-Algorithmen kann stark vom Problem abhängen, während Divide-and-Conquer-Algorithmen für eine breitere Palette von Problemen oft eine bessere Effizienz aufweisen.

Answer

Greedy-Algorithmen sind immer effizienter als Divide-and-Conquer-Algorithmen.

Question 46

Welches Entwurfsparadigma eignet sich am besten für ein Problem, das in eine Reihe unabhängiger Unterprobleme zerlegt werden kann, die rekursiv gelöst werden können?

Accepted Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Backtracking

Answer

Greedy-Algorithmen

Answer

Dynamische Programmierung

Question 47

Welche Eigenschaft ist für Divide-and-Conquer-Algorithmen charakteristisch?

Accepted Answer

Rekursive Zerlegung eines Problems in kleinere Unterprobleme

Answer

Iterative Berechnung einer Lösung

Answer

Durchsuchen aller möglichen Lösungen

Question 48

Welcher der folgenden Algorithmen ist kein Greedy-Algorithmus?

Accepted Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Prim-Algorithmus

Answer

Kruskal-Algorithmus

Answer

Huffman-Algorithmus

Question 49

Bei welchem Entwurfsparadigma wird ein Problem in kleinere Teilprobleme zerlegt und diese anschließend gelöst, um eine Lösung für das ursprüngliche Problem zu erhalten?

Accepted Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Backtracking

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Dynamische Programmierung

Question 50

Welches Entwurfsparadigma löst Probleme, indem es jede mögliche Lösung untersucht, um die optimale Lösung zu finden?

Accepted Answer

Backtracking

Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Dynamische Programmierung

Answer

Greedy-Algorithmus

Question 51

Welcher Algorithmus wird verwendet, um den kürzesten Pfad in einem gewichteten, gerichteten Graphen zu finden?

Accepted Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Backtracking

Question 52

Welches Entwurfsparadigma ist am besten geeignet, wenn das Problem eine optimale Lösung innerhalb eines begrenzten Suchraums erfordert?

Accepted Answer

Dynamische Programmierung

Answer

Divide-and-Conquer

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Backtracking

Question 53

Welche der folgenden Aussagen über Divide-and-Conquer-Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie erfordern einen Rekursionsaufruf für jeden Teil des Problems.

Answer

Sie sind immer die effizienteste Art, ein Problem zu lösen.

Question 54

Welcher Entwurfsparadigma-Typ ist eine Top-Down-Methode?

Accepted Answer

Backtracking

Answer

Dynamische Programmierung

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Divide-and-Conquer

Question 55

Welcher Algorithmus löst ein Problem, indem er bei jedem Schritt eine Entscheidung mit globalen Auswirkungen trifft?

Accepted Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Dynamischer Programmieralgorithmus

Answer

Divide-and-Conquer-Algorithmus

Answer

Rekursionsalgorithmus

Question 56

Welche Art von Problem ist für einen Backtracking-Algorithmus geeignet?

Accepted Answer

Problem erfordert die Untersuchung mehrerer möglicher Lösungen

Answer

Problem kann effizient in Teilprobleme zerlegt werden

Answer

Problem hat eine lineare Struktur

Question 57

Welche Aussage über die Komplexität des Quicksort-Algorithmus ist korrekt?

Accepted Answer

O(n log n)

Answer

O(log n)

Answer

O(n^2)

Answer

O(n)

Question 58

Welche Datenstruktur wird im Quick Sort-Algorithmus verwendet, um zu verfolgen, welche Elemente noch sortiert werden müssen?

Accepted Answer

Stack

Answer

Prio-Queue

Answer

Queue

Answer

Hash Map

Question 59

Welcher Algorithmus hat eine Laufzeit von O(2^n) für ein Problem der Größe n?

Accepted Answer

Exponentieller Algorithmus

Answer

Polynomialer Algorithmus

Answer

Logarithmischer Algorithmus

Answer

Linearer Algorithmus

Question 60

Welche Eigenschaft hat ein Divide-and-Conquer-Algorithmus?

Accepted Answer

Zerlegt das Problem in kleinere, unabhängige Teilprobleme

Answer

Speichert den gesamten Suchraum in einer Datenstruktur

Answer

Nimmt das Problem iterativ in Angriff

Question 61

Welcher Algorithmus garantiert die optimale Lösung für ein Problem?

Accepted Answer

Exhaustiver Suche

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Heuristischer Algorithmus

Answer

Approximationsalgorithmus

Question 62

Welche Art von Problem erfordert die Verwendung eines dynamischen Programmieralgorithmus?

Accepted Answer

Problem kann in überlappende Teilprobleme zerlegt werden und hat eine optimale Unterstruktur

Answer

Problem ist NP-vollständig

Answer

Problem kann nur durch vollständige Suche gelöst werden