Grundlegende Algorithmen: Interaktive Quizfragen für Programmierung für Data Science

Question 1

Erläutere das Prinzip der Rekursion und gib ein Beispiel für eine rekursive Funktion zur Berechnung der Fakultät einer Zahl.

Accepted Answer

Rekursion ist eine Methode zur Problemlösung, bei der das Problem in kleinere, gleichartige Unterprobleme zerlegt wird. Jedes Unterproblem wird dann rekursiv gelöst, bis eine Basisbedingung erreicht ist.

Accepted Answer

Rekursion ist die wiederholte Anwendung derselben Funktion, um ein Problem zu lösen.

Answer

Rekursion ist eine Schleifenstruktur, die für die Lösung von Problemen verwendet wird, die sich nicht iterativ lösen lassen.

Answer

Rekursion ist nur für einfache Probleme geeignet, da sie den Aufrufstapel überladen kann.

Question 2

Welcher Suchalgorithmus ist für sortierte Listen am besten geeignet?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Lineare Suche

Answer

Interpolationssuche

Answer

Hash-Suche

Question 3

Was beschreibt die Rekursionstiefe eines Algorithmus?

Accepted Answer

Die maximale Anzahl von Funktionsaufrufen, die ein Algorithmus für ein bestimmtes Problem durchläuft

Answer

Die Anzahl der Schritte, die ein Algorithmus zur Lösung eines Problems benötigt

Answer

Die Anzahl der Argumente, die ein Algorithmus entgegennimmt

Answer

Die Zeitkomplexität eines Algorithmus

Question 4

Welche Datenstruktur wird üblicherweise für die Implementierung einer Warteschlange verwendet?

Accepted Answer

Verkettete Liste

Answer

Array

Answer

Binärer Suchbaum

Answer

Hashtabelle

Question 5

Wie unterscheiden sich Algorithmen von Programmen?

Accepted Answer

Ein Algorithmus ist eine allgemeine Problembeschreibung, während ein Programm eine konkrete Implementierung ist

Answer

Ein Programm ist eine allgemeine Problembeschreibung, während ein Algorithmus eine konkrete Implementierung ist

Answer

Ein Algorithmus und ein Programm sind dasselbe

Answer

Ein Algorithmus ist immer schneller als ein Programm

Question 6

Was ist der Hauptvorteil der Verwendung von Divide-and-Conquer-Algorithmen?

Accepted Answer

Sie ermöglichen die Zerlegung komplexer Probleme in kleinere, überschaubare Probleme

Answer

Sie sind immer effizienter als rekursive Algorithmen

Answer

Sie benötigen weniger Speicherplatz als andere Algorithmen

Answer

Sie sind für alle Problemarten geeignet

Question 7

Welche Art von Algorithmus ist ein probabilistischer Algorithmus?

Accepted Answer

Hashing

Answer

Quicksort

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Mergesort

Question 8

Welche Aussagen zu den Sortieralgorithmen Bubblesort und Mergesort sind korrekt?

Accepted Answer

Mergesort ist stabiler als Bubblesort, d.h. die Reihenfolge gleicher Elemente bleibt beim Sortieren erhalten.

Accepted Answer

Bubblesort eignet sich für kleine Datensätze, da er einfach zu implementieren ist.

Accepted Answer

Mergesort kann parallelisiert werden, Bubblesort hingegen nicht.

Answer

Bubblesort ist effizienter als Mergesort, da er eine lineare Laufzeitkomplexität aufweist.

Question 9

Welches Sortierverfahren hat die schlechteste Laufzeitkomplexität von O(n^2)?

Accepted Answer

Bubblesort

Answer

Quicksort

Answer

Mergesort

Question 10

Welcher Sortieralgorithmus identifiziert das kleinste Element in einer unsortierten Liste mit minimaler Anzahl an Vergleichen?

Accepted Answer

Selektionssortierung

Answer

Mergesort

Answer

Einfügesortierung

Answer

Blasensortierung

Question 11

Welche Rekursionstechnik teilt ein Problem in kleinere Untereinheiten auf, die dann rekursiv gelöst werden können?

Accepted Answer

Teilen und Herrschen

Answer

Backtracking

Answer

Greedy-Algorithmus

Answer

Dynamische Programmierung

Question 12

Welcher Suchalgorithmus durchsucht einen binären Suchbaum am effizientesten?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Lineare Suche

Answer

Breitenorientierte Suche

Answer

Tiefensuche

Question 13

Welche Sortiertechnik sortiert ein Array in absteigender Reihenfolge?

Accepted Answer

Blasensortierung mit umgekehrten Vergleichen

Answer

Blasensortierung mit aufsteigenden Vergleichen

Answer

Einfügesortierung mit absteigenden Einfügungen

Answer

Mergesort mit umgekehrten Zusammenführungen

Question 14

Welcher Algorithmus bestimmt den kürzesten Pfad zwischen zwei Knoten in einem gewichteten, gerichteten Graphen?

Accepted Answer

Dijkstra

Answer

Floyd-Warshall

Answer

Kruskal

Answer

Prims

Question 15

Welche Metrik wird zur Messung des Unordnungsgrads eines Datensatzes verwendet?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Mittelwert

Answer

Standardabweichung

Answer

Varianz

Question 16

Welches Rekursionskriterium verhindert unendliche Rekursion?

Accepted Answer

Basisfall

Answer

Rekursionsbeziehung

Answer

Rekursionsschritt

Answer

Induktionshypothese

Question 17

Welche Datenstruktur dient zum Speichern einer Menge eindeutiger Elemente?

Accepted Answer

Menge

Answer

Hashtabelle

Answer

Liste

Question 18

Welche Rekursionstiefe wird in der folgenden rekursiven Funktion erreicht: function countdown(n) { if (n > 0) { countdown(n - 1); } }?

Accepted Answer

n

Answer

0

Answer

Unendlich

Answer

n - 1

Question 19

Welcher Suchalgorithmus ist am effizientesten, um das kleinste Element in einem unsortierten Array zu finden?

Accepted Answer

Lineare Suche

Answer

Binäre Suche

Answer

Merge Sort

Answer

Selection Sort

Question 20

Bestimme die Zeitkomplexität des folgenden Codes: for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < i; j++) { System.out.println(i * j); } }

Accepted Answer

O(n^2)

Answer

O(n log n)

Answer

O(n)

Answer

O(1)

Question 21

Welcher Algorithmus-Paradigma wird in Quicksort angewendet?

Accepted Answer

Teilen und Herrschen

Answer

Dynamische Programmierung

Answer

Gierig

Answer

Zurückverfolgung

Question 22

Was bewirkt die folgende Hilfmethode: public static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; }?

Accepted Answer

Tauscht zwei Elemente in einem Array

Answer

Hinzufügen eines Elements zu einem Array

Answer

Sucht ein Element in einem Array

Answer

Sortiert ein Array

Question 23

Was ist die asymptotische Notationsweise von 2n^2 + 3n + 1?

Accepted Answer

O(n^2)

Answer

O(log n)

Answer

O(1)

Answer

O(n)

Question 24

Welche Datenstruktur hat eine durchschnittliche Suchkomplexität von O(1)?

Accepted Answer

Hash-Tabelle

Answer

Binärer Suchbaum

Answer

Binärbaum

Answer

Liste

Question 25

Erläutern Sie den Hauptunterschied zwischen einem Algorithmus und einem Programm.

Accepted Answer

Ein Algorithmus ist eine schrittweise Anleitung zur Problemlösung, während ein Programm eine konkrete Implementierung eines Algorithmus ist.

Answer

Ein Algorithmus ist ein mathematisches Modell, während ein Programm eine praktische Lösung ist.

Question 26

Welcher der folgenden Suchalgorithmen hat die beste Zeitkomplexität für die Suche nach einem Element in einer sortierten Liste?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Interpolationssuche

Answer

Sequentielle Suche

Answer

Lineare Suche

Question 27

Welcher der folgenden Sortieralgorithmen ist am effizientesten für große Datenmengen?

Accepted Answer

Quicksort oder Mergesort (je nach Implementierung)

Answer

Insertionsort

Answer

Bubblesort

Answer

Selectionsort

Question 28

Was ist der Hauptzweck der Rekursion in Algorithmen?

Accepted Answer

Zerlegung komplexer Probleme in kleinere, einfach zu lösende Teilaufgaben

Answer

Optimierung der Ausführungszeit

Answer

Reduzierung des Speicherbedarfs

Question 29

Welche der folgenden Aussagen über die Analyse von Algorithmen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie hilft, die Effizienz, Skalierbarkeit und das Verhalten eines Algorithmus zu bewerten.

Answer

Sie garantiert die Korrektheit eines Algorithmus.

Answer

Sie ist nur für komplexe Algorithmen erforderlich.

Question 30

Welche der folgenden Laufzeitkomplexitäten beschreibt einen Algorithmus, der proportional zum Quadrat der Eingabegröße ist?

Accepted Answer

O(n²)

Answer

O(2^n)

Answer

O(log n)

Answer

O(n)

Question 31

Welcher der folgenden Algorithmen verwendet eine Baumstruktur für die Suche und Einfügeoperationen?

Accepted Answer

Binärer Suchbaum

Answer

Verkettete Liste

Answer

Hashtabelle

Answer

Array

Question 32

Welche der folgenden Methoden wird häufig zur Analyse der asymptotischen Komplexität eines rekursiven Algorithmus verwendet?

Accepted Answer

Master-Theorem

Answer

Empirische Messung

Answer

Profilerstellung

Question 33

Was beschreibt die Divide-and-Conquer-Strategie?

Accepted Answer

Zerlegung eines Problems in kleinere, unabhängige Unterprobleme, deren Lösungen anschließend kombiniert werden.

Answer

Zufällige Aufteilung eines Problems in Teile

Answer

Schrittweise Lösung eines Problems durch Ausprobieren

Question 34

Welcher Sortieralgorithmus hat die beste Zeitkomplexität für bereits sortierte Listen?

Accepted Answer

Insertion Sort (O(n))

Answer

Merge Sort (O(n log n))

Answer

Quick Sort (O(n log n))

Answer

Bubble Sort (O(n^2))

Question 35

Welcher Suchalgorithmus verwendet eine binäre Suche in einem sortierten Array?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Tiefensuche

Answer

Hash-Tabelle

Answer

Lineare Suche

Question 36

Welche Rekursionstechnik nutzt die Idee, ein Problem in kleinere, ähnliche Teilprobleme aufzuteilen?

Accepted Answer

Top-Down-Rekursion

Answer

Tail-Recursion

Answer

Bottom-Up-Rekursion

Answer

Iterative Rekursion

Question 37

Was ist die Zeitkomplexität des Worst-Case-Szenarios von Quick Sort?

Accepted Answer

O(n^2)

Answer

O(log n)

Answer

O(n log n)

Answer

O(n)

Question 38

Welche Datenstruktur verwendet Hashing, um Elemente effizient einzufügen und abzurufen?

Accepted Answer

Hash-Tabelle

Answer

Baum

Answer

Stack

Answer

Liste

Question 39

Welcher Algorithmus verwendet einen Divide-and-Conquer-Ansatz, um ein Problem zu lösen?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Floyd-Warshall-Algorithmus

Answer

Breadth-First-Search

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Question 40

Welcher Sortieralgorithmus ist stabil, dh. er behält die ursprüngliche Reihenfolge gleicher Elemente?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Quick Sort

Answer

Bubble Sort

Answer

Heap Sort

Question 41

Welche Datenstruktur ist eine lineare Sammlung von Elementen, die das FIFO-Prinzip (First-In-First-Out) verwendet?

Accepted Answer

Warteschlange

Answer

Baum

Answer

Liste

Answer

Stack

Question 42

Welcher Sortieralgorithmus basiert auf der Divide-and-Conquer-Strategie?

Accepted Answer

Mergesort

Answer

Selectionsort

Answer

Bubblesort

Answer

Insertionsort

Question 43

Was ist die Zeitkomplexität der linearen Suche in einem unsortierten Array mit n Elementen?

Accepted Answer

O(n)

Answer

O(1)

Answer

O(n log n)

Answer

O(log n)

Question 44

Welches Szenario eignet sich am besten für einen rekursiven Algorithmus?

Accepted Answer

Berechnung der Fakultätsfunktion

Answer

Suche nach einem bestimmten Element in einer sortierten Liste

Answer

Sortieren einer Liste von Zahlen in aufsteigender Reihenfolge

Answer

Berechnung des Mittelwerts einer Zahlenliste

Question 45

Welche Aussage über Quicksort ist FALSCH?

Accepted Answer

Quicksort ist immer stabiler als Mergesort.

Answer

Quicksort ist ein In-Place-Sortieralgorithmus.

Answer

Quicksort hat eine durchschnittliche Zeitkomplexität von O(n log n).

Answer

Quicksort verwendet eine Divide-and-Conquer-Strategie.

Question 46

Welcher Algorithmus ist am besten geeignet, um ein Element in einer sortierten Liste zu finden?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Trie

Answer

Lineare Suche

Answer

Hash-Tabelle

Question 47

Welche Aussage beschreibt die Rekursion am besten?

Accepted Answer

Eine Funktion, die sich selbst aufruft.

Answer

Ein Algorithmus, der ein Problem in kleinere, identische Unterprobleme aufteilt.

Answer

Eine Schleife, die eine bestimmte Anzahl von Malen ausgeführt wird.

Question 48

Welcher Algorithmus ist am besten geeignet, um den kürzesten Pfad zwischen zwei Knoten in einem Graphen zu finden?

Accepted Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Tiefenbeschränkte Suche

Answer

Breitensuche

Question 49

Welches der folgenden ist KEIN Beispiel für einen Greedy-Algorithmus?

Accepted Answer

Quicksort

Answer

Fractional Knapsack Problem

Answer

Huffman-Codierung

Answer

Kürzeste-Pfad-Algorithmus (Dijkstra)

Question 50

Welche Aussage über dynamische Programmierung ist WAHR?

Accepted Answer

Dynamische Programmierung löst ein Problem, indem sie Teilprobleme löst und die Ergebnisse speichert, um Redundanz zu vermeiden.

Answer

Dynamische Programmierung verwendet eine Divide-and-Conquer-Strategie.

Question 51

Welche Aussage beschreibt die Zeitkomplexität der binären Suche am besten?

Accepted Answer

O(log n)

Answer

O(n)

Answer

O(1)

Answer

O(n log n)

Question 52

Welcher Algorithmus ist am besten geeignet, um eine sortierte Liste nach einem bestimmten Element zu durchsuchen?

Accepted Answer

Binäre Suche

Answer

Bubble Sort

Answer

Insertion Sort

Answer

Selection Sort

Question 53

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den rekursiven Ansatz am besten?

Accepted Answer

Eine Funktion, die sich selbst aufruft.

Answer

Eine Funktion, die eine bestimmte Operation mehrmals ausführt.

Answer

Eine Funktion, die Daten in einer Liste speichert.

Answer

Eine Funktion, die eine Schleife enthält.

Question 54

Welche der folgenden Sortieralgorithmen hat eine durchschnittliche Zeitkomplexität von O(n log n)?

Accepted Answer

Merge Sort

Answer

Insertion Sort

Answer

Selection Sort

Answer

Bubble Sort

Question 55

Was ist der Hauptvorteil der Verwendung einer Hash-Tabelle gegenüber einer sortierten Liste für die Suche nach Elementen?

Accepted Answer

Schnellere durchschnittliche Suchzeit.

Answer

Effizienter für Sortiervorgänge.

Answer

Weniger Speicherbedarf.

Question 56

Ein Algorithmus, der alle Elemente einer Liste durchläuft und jedes mit einem anderen vergleicht, um sie zu sortieren, ist ein...

Accepted Answer

Vergleichssortieralgorithmus

Answer

Iterativer Sortieralgorithmus

Answer

Hash-basierter Sortieralgorithmus

Answer

Rekursiver Sortieralgorithmus

Question 57

Welcher Algorithmus ist am besten geeignet, um die kleinste Zahl in einer Liste zu finden?

Accepted Answer

Linearer Suchalgorithmus

Answer

Merge Sort

Answer

Bubble Sort

Answer

Binäre Suchalgorithmus

Question 58

Was ist der Unterschied zwischen einer iterativen und einer rekursiven Lösung für ein Problem?

Accepted Answer

Eine iterative Lösung verwendet eine Schleife, während eine rekursive Lösung die Funktion selbst aufruft.

Answer

Eine iterative Lösung ist schneller, eine rekursive Lösung ist effizienter.

Question 59

Wie wird die Zeitkomplexität eines Algorithmus typischerweise ausgedrückt?

Accepted Answer

Mit Hilfe der Big-O-Notation.

Answer

Mit einer Beschreibung der Anzahl der Schritte.

Answer

Mit einem Diagramm, das die Laufzeit zeigt.

Answer

Mit einer numerischen Zeitangabe.

Question 60

Welcher Algorithmus ist bekannt für seine geringe Stabilität und wird oft für das Sortieren großer Datensätze verwendet?

Accepted Answer

Quick Sort

Answer

Insertion Sort

Answer

Merge Sort

Answer

Selection Sort

Question 61

Was ist ein möglicher Nachteil der Verwendung eines rekursiven Algorithmus?

Accepted Answer

Er kann zu einem Überlauf des Stacks führen.

Answer

Er ist immer langsamer als eine iterative Lösung.

Answer

Er kann nicht für alle Probleme verwendet werden.

Answer

Er ist schwieriger zu verstehen als eine iterative Lösung.