G検定 練習問題 #0310・探索・推論

深いゴールまでの探索ノード数

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すべてのノードが子ノードを3つずつもつ探索木があり、根の深さを0として、深さ4のノードが末端である。ゴールは、深さ4のノードのうち最も左にある1つだけである。同じ親をもつ子ノードは左から順に調べ、ノードを1つ調べるたびにゴールかどうかを判定する。幅優先探索と深さ優先探索のそれぞれで、ゴールを見つけるまでに調べるノードの数(根とゴールを含む)の組み合わせとして、最も適切なものを1つ選べ。

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解説

正解 A

この問題の論点:深いゴールまでの探索ノード数

ポイント

ゴールが深い所にあるとき、幅優先探索は浅いノードをすべて調べてからでないと到達できません。その代わり、最も浅いゴールを必ず見つけます。

選択肢ごとの解説

  1. A

    適切 正解

    幅優先探索は浅い順に調べるため、深さ0〜3の1+3+9+27=40個を調べた後、深さ4の最初のノードでゴールに達し、41個です。深さ優先探索は左端を一直線に下るので、深さ0〜4の5個で済みます。

  2. B

    不適切

    2つの探索の性質が逆です。一直線に深く進むのが深さ優先探索で、同じ深さのノードを調べ尽くしてから次の深さへ進むのが幅優先探索です。

  3. C

    不適切

    81は深さ4にあるノードの数(3の4乗)です。幅優先探索は深さ4の最初のノードでゴールに当たるため、深さ4のノードをすべて調べるわけではありません。

  4. D

    不適切

    121は深さ0〜4のノードの総数(1+3+9+27+81)です。ゴールが最後に調べる右端のノードならどちらも121個になりますが、この問題のゴールは左端にあります。

試験での狙われ方

幅優先探索は最短の解を見つけられるがメモリを多く使い、深さ優先探索はメモリが少なくて済むが最短の解とは限らない、という対比が基本です。

参考

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