Q112.
下圖為一個無方向性(Undirected)的加權圖(Weighted Graph),頂點(Vertex)上的數字為其編號,邊(Edge)上的數字代表成本(Cost),此圖形的最小展開樹(Minimum Spanning Tree)的總成本(Total Cost)是多少?
電腦軟體設計共同科目 · 乙級 · Q112
難易度分析
3 / 5
本題需要將特定的圖論演算法應用於具體圖形,並經過多步驟的邏輯推理與數值累加計算,且需精確區分最小展開樹與最短路徑的差異,具有一定的計算複雜度。
正確答案:③17
③ 17:總成本 17 為正確答案。透過 Kruskal 演算法,將所有邊按成本遞增排序,依序選取不會形成迴圈 (Cycle) 的邊,直到連接所有頂點,此時各邊成本總和恰為 17。
錯誤選項解析
- ① 15:總成本 15 低於該圖形實際可達到的最小展開樹成本。使用 Kruskal 演算法 或 Prim 演算法 依邊成本由小到大選取,確保不形成迴圈且涵蓋所有頂點後,總和大於 15。
- ② 16:總成本 16 仍非正確結果。在選取過程中若遺漏某條必要邊或誤選了成本較高的邊替換,會導致計算偏差。正確做法需嚴格遵循貪心策略 (Greedy Strategy) 逐步選取最小成本邊。
- ④ 18:總成本 18 高於最小展開樹的實際成本。此錯誤通常來自選取了非必要的高成本邊,或未正確執行迴圈檢測,導致未能達到最小化總權重的目標。
Learning Tip
"最小展開樹 (MST) 為資料結構與演算法中的高頻考點,核心在於熟練 Kruskal 與 Prim 兩種貪心演算法的操作步驟。常見陷阱包括:誤將最短路徑 (Dijkstra) 觀念與 MST 混淆,或在手動模擬時忽略迴圈檢測而選入多餘的邊。實務上需切記,MST 的邊數必為 頂點數減一 (V-1),且總成本為所有可行展開樹中的最小值。"
學員答題分佈
①150%
②160%
③170%
④180%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!
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