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:normal
4 個のノード 1〜4 から成る有向グラフを隣接行列 M で表す。M[i][j]=1 ならノード i から j への有向辺があり、0 なら辺がない(添字は 1 から、自己ループなし)。有向なので M は対称とは限らない。 M[1] = {0,1,1,0} M[2] = {0,0,1,1} M[3] = {0,0,0,1} M[4] = {1,0,0,0} 次の手続 arcCount は、このグラフの有向辺の総数を返す。arcCount(M) を実行したとき、戻り値はどれか。
○整数型: arcCount(整数型の二次元配列: M)
  整数型: a ← 0
  整数型: i, j
  for (i を 1 から 4 まで 1 ずつ増やす)
    for (j を 1 から 4 まで 1 ずつ増やす)
      if (M[i][j] が 1 と等しい)
        a ← a + 1
      endif
    endfor
  endfor
  return a
4 本
12 本(重複計上)
3 本(÷2 した誤り)
有向 6 本
正解
有向 6 本

有向グラフでは辺 i→j と j→i は別物であり、行列全体(対角を除く)の 1 をそのまま数える。1 は (1,2)(1,3)(2,3)(2,4)(3,4)(4,1) の 6 か所で、a=6 となるため エが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ×ノード数 4 を辺数と取り違えた誤りである。
イ ×4×4 のセル数 12(実際は 16 だが対角を除いた数と混同)など、辺の有無に関わらずセルを数えた誤りである。
ウ ×行 1 や列のいずれか一部だけを数えて 3 本とした、走査を二重ループ全体に回さなかった過少カウントである。
エ ○有向グラフでは辺 i→j と j→i は別物であり、行列全体(対角を除く)の 1 をそのまま数える。1 は (1,2)(1,3)(2,3)(2,4)(3,4)(4,1) の 6 か所で、a=6 となるため エが正しい。

くわしく

有向グラフの辺数は『行列全体の 1 の個数』であり、無向のように 2 で割ってはならない。i→j と j→i を区別する点が無向グラフ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

『有向は割らない、無向は半分』と対比して覚え、対角成分(自己ループ)が 0 であることも確認する。

覚え方

『矢印は片方向、往復ではないから割らない』と覚える。

よくある誤り

無向グラフの感覚で全体の 1 を 2 で割り、辺数を半分(3 本)にしてしまうミスが多い。

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