アルゴリズムとプログラミング

基本情報技術者試験スタック・キュー」の問題

アルゴリズムとプログラミングアルゴリズムとプログラミング計算問題難易度:hard
1, 2, 3, 4 をこの順に push できるスタックがある。push と pop は任意の順序で混在してよいが、push は必ず 1→2→3→4 の順に行う。次の手続 canPop は、与えられた取り出し希望列 want が実際に pop で実現できるかを判定する。want = {3, 2, 4, 1}(要素数 4、添字は 1 から)を与えて実行したとき、戻り値はどれか。next は次に push すべき値(初期 1、push のたびに +1)を表す。
○論理型: canPop(整数型の配列: want)
  スタック: stk          // 空で開始
  整数型: next ← 1
  整数型: i
  for (i を 1 から wantの要素数 まで 1 ずつ増やす)
    while ((stk が空 または stk.top が want[i] と等しくない) and next ≦ 4)
      stk.push(next)
      next ← next + 1
    endwhile
    if (stk が空でない and stk.top が want[i] と等しい)
      stk.pop()
    else
      return false
    endif
  endfor
  return true
true(実現可能な系列)
false
true だが要素が残留する系列
next 超過でエラー停止する
正解
true(実現可能な系列)

want[i] を取り出すために必要な値まで push し、頂上が一致したら pop する。3→2→4→1 は 1,2,3 を積んで 3,2 を出し、4 を積んで 4,1 を出す手順で完全に実現できるため true となり、アが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ○want[i] を取り出すために必要な値まで push し、頂上が一致したら pop する。3→2→4→1 は 1,2,3 を積んで 3,2 を出し、4 を積んで 4,1 を出す手順で完全に実現できるため true となり、アが正しい。
イ ×3,2,4,1 を実現不能と誤認した判定だが、上記手順で全要素が pop でき false にはならない。
ウ ×全要素を取り出すとスタックは空になり残留は生じないため、残留ありとするのは誤りである。
エ ×next は最大 4 まで push され 5 以上は積まないため、next 超過によるエラーは起きない。

くわしく

スタックで実現可能な順列は『先に出した大きい値の下に残した小さい値を、後から飛び越えて取り出すことはできない』という制約に従う。本列はその禁止パターンを含まないため実現可能である。

本番での押さえどころ

試験のコツ

希望値ごとに『そこまで push してから頂上一致を pop』を実際に試し、頂上不一致で詰まったら false と判断する。

覚え方

『あとから来た小さい数を、先に出した大きい数の下から救い出せない』とスタックの制約を覚える。

よくある誤り

FIFO(キュー)の感覚で先頭から順に取れると考え、実現可能性の制約を見落とすミスが多い。

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