アルゴリズムとプログラミング

基本情報技術者試験グラフ」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
有向グラフを次の辺リストで与える(u → v は u から v への辺を表す)。 1→2, 1→4, 2→3, 2→5, 3→5 次の深さ優先探索 dfs をノード 1 から開始する。隣接ノードは番号の小さい順に選び、未訪問のノードのみ再帰的に訪問する。訪問した順にノード番号を出力するとき、その出力列はどれか。
○手続: dfs(整数型: u)
  visited[u] ← true
  出力(u)
  整数型: v
  for (v を 1 から 5 まで 1 ずつ増やす)
    if (辺 u→v が存在 かつ visited[v] が false)
      dfs(v)
    endif
  endfor
1→2→4→3→5(幅優先的順序)
1→2→3→5→4
1→4→3→5
1→2→3→4→5
正解
1→2→3→5→4

深さ優先探索は隣接先へ可能な限り深く進む。1 の最小隣接 2 へ入り、2→3→5 と潜って行き止まり、戻って 1 の次の隣接 4 を訪問する。よって 1→2→3→5→4 となり イが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ×1 の全隣接 2,4 を先に並べてから深くたどっており、これは幅優先的な順序であって深さ優先ではない誤りである。
イ ○深さ優先探索は隣接先へ可能な限り深く進む。1 の最小隣接 2 へ入り、2→3→5 と潜って行き止まり、戻って 1 の次の隣接 4 を訪問する。よって 1→2→3→5→4 となり イが正しい。
ウ ×1 の隣接を大きい番号 4 から先に選び、さらに 2 を飛ばしており、『小さい順かつ全ノード訪問』の規則に二重に反する誤りである。
エ ×5 を最後に回し 4 を 3 の後に挿入しており、再帰の戻りタイミングを取り違えた誤りである。

くわしく

深さ優先探索は『行けるところまで深く、行き止まりで一段戻る』。再帰呼び出しが完了して初めて呼び出し元の次の隣接へ進む点が、幅優先との決定的な違いである。

本番での押さえどころ

試験のコツ

再帰の呼び出し・戻りをスタックの出入りとして紙に書き、最深部に達したら 1 つ戻る動きを追う。

覚え方

『DFS は深掘り、行き止まりで Uターン』と覚える。

よくある誤り

1 の隣接を一度にすべて訪問してしまい、幅優先と混同するミスが最も多い。

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